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玻璃钢拼装水箱,压缩性能
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恒德环保科技

时间 : 2022-04-01 20:05 浏览量 : 87

玻璃钢拼装水箱,压缩性能

如果将上二节分析拉伸性能时所用的单元体受力图中的外力方向反一个向,那就成为分析压缩性能时的力学模型。由于这二个模型完全相似,所以用以计算拉伸弹性模量和泊松比的估算式(3·2-1, 3·2-3, 3·2-4, 3·2-5, 3·2-6, 3·3-2, 3·3-3,3·3-4)在压缩中仍是适用的。在结构设计中甚至可以认为玻璃钢的拉压弹性常数是一致的。

至于压缩强度的估算还没有较好的办法,因为它的破坏机理还不清楚。在上二节分析中,我们曾将纤维强度作为矛盾的主要方面,在压缩时能不能以纤维强度为主还是值得商榷的,大家知道,一根长的绳子可以受很大的拉力,但受不了压力,玻璃纤维只有在树脂的支撑下才能承受压力,另外,也没有玻璃纤维的承压强度数据。

从结构设计者来说,如果没有估算的办法,就希望有足够的实测数据,再进行统计处理得出设计用的数据。目前常用的玻璃钢压缩强度测试方法有二种即:一种是在长方柱形试件上测定的;另一种是用侧面加支承的薄板形试件上测定的。对于前一种来说,常常是端面局部挤压破坏,其强度数值较低而且离散性也较大;对于后一种来说,测试值高于前者而接近于拉伸破坏强度,但是在试验时也还存在着端面破坏和失稳的现象。另外,从三点弯曲试验表明,不论是1:1的双向玻璃钢还是单向玻璃钢,也不论是何种树脂的玻璃钢,它们的板材弯曲极限强度都比拉伸强度高,而且常是拉伸面先断裂;但是单向管材的弯曲试验中,较多在压缩区破坏。根据上述的理由,认为玻璃钢的压缩强度与拉伸强度差不多。在结构设计时,对玻璃布制的1:1双向玻璃钢压缩强度可以用它的拉伸强度,对单向玻璃钢的压缩强度则用它的拉伸强度的2/3。

从宏观的破坏现象中,可以发现某些层有屈曲的现象,认为玻璃钢的压缩强度是由树脂支撑的玻璃纤维的失稳临界力所控制的。从拉伸和压缩时的声发射测定发现:在拉伸试验中声发射的集度逐渐增加而最后破坏,因而前面提的拉伸破坏过程再一次得到证实;在压缩试验中声发射的集度几乎集中在破坏值的附近,它带有些突然性,和失稳破坏情况比较接近。用纤维屈曲来分析玻璃钢压缩强度的看法是有一定道理的。为了容易说明问题,先来分析单向玻璃钢的情况,把玻璃钢分为纤维平片和树脂平片二个部分如图3-14所示。令8表示玻璃纤维片的中心距;8Fc表示玻璃纤维片的厚度;8(1-Fc)表示树脂片的厚度。

当玻璃钢受压时,玻璃纤维片和树脂片都将受到压力,玻璃纤维片可能出现失稳现象,它受着树脂的横向支撑,相当于在弹性基础上的杆件失稳问题。失稳的基本形式有二种如图3-14所示:一

种是相邻两玻璃纤维片反向屈曲,此时树脂上承受着横向拉压应力,称为拉伸型失稳;另一种是相邻两纤维片同向屈曲,此时树脂受着剪应力,称为剪切型失稳。

·从图3-15可知:当玻璃纤维的体积含量较大时(约大于0.17),剪切型失稳是主要的,而玻璃纤维的体积含量较小时,拉伸型失稳是主要的。再从树脂应力来看,几乎只在玻璃纤维含量很小(小于0.075)时,树脂应力才小于树脂的压缩破坏强度,在常用的纤维含量范围内,总是树脂先压坏,而不会出现上述二种失稳情况。所以玻璃钢的压缩强度应该用树脂的强度来控制,这样E6-0R属+(1~FG)0R期0=F6(3-4-5)EK按照这样的估计,玻璃钢的压缩强度稍大于它的拉伸强度。从(3·4-5)式可见降低树脂含量和使用高模量的纤维有利于提高压缩强度,提高树脂的屈服强度也是有利的。降低树脂的弹性模量有可能会出现上述二种失稳状态,不一定有利于提高玻璃钢的压缩强度。问题还不至此,玻璃纤维在树脂中不是平直的,例如用玻璃布铺层时,纤维本身就是曲的。这些初曲率将使树脂中出现横向拉伸应力,树脂本身的拉伸强度和界面粘结力将控制压缩强度;另外树脂中还有剪切变形,树脂的剪切强度和屈服剪应变也控制着压缩强度。提高树脂的这些性能也有利于提高玻璃钢的压缩强度。以上提了一些看法,压缩强度的估算问题尚需继续研究。


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