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玻璃钢雨水收集池,玻璃纤维的性能
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恒德环保科技

时间 : 2022-04-01 06:14 浏览量 : 81

玻璃钢雨水收集池,玻璃纤维的性能

常用的无碱硼铝硅酸盐纤维的一般性能数据如表2-12所示目前所用的玻璃纤维是脆性的。它的应力应变曲线直到破坏是线性的。股纱的应力应变曲线,则由于单纤维受力的不一致以及单纤维强度的不一致,呈现了一个逐步断裂的过程,直到残留的纤维不能承担最大的荷载时全部破坏,最终留着一些纤维间的摩擦力,如图2-4所示。拼股的股纱愈多,平均强度愈低,如表2-3的数据,它不反映玻璃纤维的真实强度。玻璃纤维强度的分散性较大,在分析时,一般还沿用葛利菲斯(A.A.Griffith)破坏理论。如果材料没有缺陷,可以期望玻璃纤维的拉伸强度到达1/10E即74000公斤/厘米,而块玻璃的拉伸强度仅1000公斤/厘米2,因而认为这是由于材料中存在着微裂缝或缺陷而产生着高的集中应力使材料的宏观强度降低。他将裂缝当作一个很狭的椭圆形孔,其长轴与应力方向相垂直,并令这有缺陷的板,在远场承受着均匀应力o,如图2-5所示。如果由于裂缝扩展而释放的弹性能大于生成一个破坏表面所需要的能量,裂缝将开始扩展,于是可求得扩展裂缝所需要的临界应力c为?——表面能。

(2·3-1)式的等号右边仅有材料常数,所以o-a+是一个材料性能参数,称为断裂韧性。玻璃纤维的强度是由缺陷的大小控制着,纤维的直径愈大,大缺陷出现的可能性就大些,因而强度就低些;反之,纤维的直径愈细,大缺陷出现的可能性就小些,因而强度就高些。有试验证明,适当的控制工艺,不一定会出现上述情况,即在一定的直径范围内,纤维强度没有变化。另外,纤维愈长,大缺陷出现的可能性就大些,强度就低些;纤维愈短,大缺陷出现的可能性就小些,强度就高些。表2-13录了北京251玻璃纤维试样长度与拉伸强度表2-13

厂的测试数据。在给出强度数据时,最好能给出相应的试件尺寸,或注明测试标准,上节中所列的玻璃纤维布标准是在25毫米宽、100毫米长的试件上测得的,而玻璃纤维的强度则在500毫米长的试件上测得的,从后面给出的耀华厂玻璃纤维布和玻璃纤维纱的强度数据上,也可见到玻璃纤维纱的强度小于玻璃纤维布的强度,这主要是由于试件长度不同引起的。试样长度与拉伸强度的关系是比较容易理解的,举一例子来说,将一根纤维分成四段如图2-6所示,测得的强度分别为1、ơ2、ơ8、ơ4,并假定ơ1>い4刀「以尺1/o2>oa>o4,如果将同一根纤维分成二根,则测得的强度将为o及o4而o2>c4,如将整个纤维进行测试,则其强度将为04。很明30显短试件的平均强度较高,因为:S02+04>o4Ơ1+ 02+ 03+ 042从这个直观的说明和表2-13的事实,可以利用概率论对试件长度和强度的关系进行一些初步分析。假定缺陷在纤维上的分布是随机的,而且是互不相关的,可以认为一根长的纤维是由许多单位长度的短纤维串联而成的。若一根单位长度的短纤维在小于或等于某一强度时破坏的概率为p,例如0.01,则二根单位长度的短纤维串联时在小于或等于该强度时破坏的概率应为1减去二根试件都不破坏的概率即pz=1-(1-p)2(2·3-2)く当p=0.01时,p2=0.02,即二倍单位长度的长纤维在小于或等于该强度时破坏的概率为0.02。同理,如果m根单位长度的短纤维串联时,即m倍单位长度的长纤维在小于或等于该强度时破坏的概率为:

式中表示m愈大,p愈小。如果用单位长度纤维的强《や)度分布为基准,p小的意B义,就是小于或等于该强强度在=6deg酸环时的极率度时破坏的概率愈小,即E该强度就低,m小则p大,强度就高。换句话说,长0-Ơ=Ks试件的平均强度比短试件的平均强度低。图2-7强度分布图31如果我们假定短试件和长试件的强度分布都服从正态分布(Gauss分布),如图2-7所示。概率集度函数?(o)为-(ơ - a):2ns e lsl1(ơ)=-(2・3-5)式中为试件的平均强度;o为随机样本的强度,s为试件的标准偏差;e,x为数学常数。在强度小于o时破坏的概率p为(ơ-ơ)2p=~2J252do(2·3-6)

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