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玻璃钢花箱,基本力学性能估算
编辑 :

恒德环保科技

时间 : 2022-04-01 17:07 浏览量 : 80

玻璃钢花箱,基本力学性能估算

研究玻璃钢材料的组成,认为玻璃纤维和树脂间的结合,基本上是属于物理结合,玻璃纤维和树脂没有化合成另一类新材料,所以有时说玻璃钢既是材料又是结构。它的性能主要是取决于组成它的二种主要原材料玻璃纤维和树脂的性能和它们的含量以及二种材料界面的好坏。本章将根据这一观念对玻璃钢的基本力学性能进行一些估算。其他还有一些性能还难于估算,则提供一些参考的实验数据。

从上一章的数据可知,玻璃纤维的拉伸强度比树脂高30倍,弹性模量也要高20倍,所以作为复合材料共同工作时,对玻璃钢的轴向强度和弹性模量的分析,可以把玻璃纤维作为矛盾的主要方面,注意到玻璃纤维在玻璃钢中的含量和其分布情况。在玻璃纤维已定的条件下,有关玻璃钢的层间强度、老化、腐蚀、耐温以及电性能等性能,则应把树脂作为矛盾的主要方面。至于玻璃纤维和树脂的界面结合,则把玻璃纤维表面处理作为矛盾的主要方面。

另外,纤维和树脂的品种,纤维表面处理剂和处理形式,成型工艺以及使用的工艺条件,添加的填料,还有固化程度和后期处理条件,使用时的环境情况等等,都将影响着玻璃钢的性能,对于这些情况,目前还没有定量的计算它,但希望注意这些影响。

玻璃钢的基本力学性能,是它的弹性常数和极限强度。在常用的玻璃钢中是四个弹性常数和五个极限强度即:经向弹性模量EL,纬向弹性模量Ex,泊松比μLr,剪切弹性模量GLr,和经向拉伸强度o,经向压缩强度o,纬向拉伸强度o;,纬向压缩强度o,剪切强度rLr,下面将讨论这些内容。


S3·1玻璃钢的密度及其玻璃纤维的体积含量

玻璃钢中的玻璃纤维和树脂含量,一般用烧蚀法测定,习惯上都用树脂含量的重量百分比来表示。它与玻璃钢的成型工艺有关:在干法模压工艺或纤维缠绕工艺中,树脂含量可低达20%左右;在湿法手糊工艺中,一般在50%左右;有些模塑料中,树脂及填料的含量可高达75%以上。在玻璃钢的力学性能估计中,要知道玻璃纤维和树脂的体积百分率,下面将从玻璃钢的树脂重量

含量计算玻璃钢的密度及其玻璃纤维体积含量。令

V。表示玻璃钢中玻璃纤维的体积含量(%);

VR表示玻璃钢中树脂的体积含量(%);

Vv表示玻璃钢中空隙百分率;

Pc表示玻璃纤维的密度,一般取为2.54克/厘米;

PR表示树脂浇铸体的密度,取为1.27克/厘米●

A表示树脂的重量百分率,以%计。

从树脂重量含量的定义可知

在单向玻璃钢中,玻璃纤维是单向的,上面计算的纤维体积含量(%)就是主截面上的纤维截面积含量(%)。对于用玻璃布平行铺层的玻璃钢,上面计算的纤维体积含量则为二个主截面上的纤维截面积含量之和。如令nL及nr依次表示玻璃布在经向及纬向单位宽度内的纤维量(经密×股数/支数;纬密×股数/支·数),则在玻璃钢中经向纤维截面积含量FL及纬向纤维截面积含量Fr依次为一般说来空气的密度很小而且空隙率也不大

对于常用的玻璃钢来说,Pa、P的变化不大,玻璃钢的密度及其纤维含量主要取决于树脂含量。为了参考方便,取P=2.54克/厘米·和P=1.27克/厘米3,按(3·1-1)式及(3·1-4)式绘出了密度和纤维含量与树脂重量含量的变化曲线,如图3-1所示。

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