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天津玻璃钢水箱,弯曲性能
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恒德环保科技

时间 : 2022-04-01 22:19 浏览量 : 68

天津玻璃钢水箱,弯曲性能

玻璃钢的弯曲性能一般是从矩形板条梁上测试的,然后按熟知的纯弯曲梁公式进行计算的。由于试件加工容易,计算简单,受力情况比较复杂,它既有拉应力、压应力,还有剪应力和局部

挤压应力,比较地能综合反映材料的性能,因此是目前玻璃钢性能测试中做得最多的一种试验。现将比较典型的弯曲性能列于表3-4中以便参考。

尽管弯曲试验做得很多,对于筛选阶段来说是个好的试验,但是对弯曲试验进行细致的力学分析却做得很少·。一般说来,弯曲弹性模量和强度都与拉伸弹性模量和强度差不多,弹性模量值稍低一些,而强度稍高一些,相差15%左右。因为弯曲基本上是由拉压二种应力状态组成的,而各类玻璃钢的拉压弹性模量基本一致,强度也差不多,所以弯曲和拉压的性能也不致相差过大。由于玻璃钢的剪弹性模量比拉压弹性模量低得多,剪切变形使常规计算的弯曲模量值偏低。弯曲强偏高的原因可能是:

(1)玻璃钢虽然基本上属于线弹性材料,实测表明在破坏前仍有一段非线性段,而且压缩比拉伸显著。由于这种非线性(或称作弱塑性),使弯曲试件在破坏时的应力分布,不是直线分布,从而使按线性分布假设的计算值偏高;

(2)由于弯曲试验中,大应力的区域不大,材料本身的大缺陷在大应力区域出现的概率比在整个区域都受大应力的拉压试件为小,从而使其破坏强度得到提高。

设计用强度值的确定

对于有成年累月的大量试件测试的材料来说,测试值的平均值可以反映材料的平均水平,测试值的离散系数可以反映材料性能的变化范围,留下的问题是确定怎样的强度值作为设计依据,这是一个人为的规定,定得太低了会使材料浪费,定得太高了又会使结构物不安全。如果用平均值作为设计用的数据,将有50%的材料的强度是小于这个数据的,显然是不敢使用这个数据的。在长期的实践中,对钢材这样的材料,人们定下了这样一个强度值R,使测试值超过R的试件量有99.865%,而小于R的试件量只有0.135%。这样定出R=X-3s=X(1-3CV)(3·7-1)式中x——测试值的平均值;

s——测试值的标准差;CV——离散系数。对于某些产品也有定99%的,此时R=X(1-2.33CV)(3·7-2)当测试数据较少时,使用上面的式子不尽恰当。因为测试的样本仅是无限多试件中的一部分,样本的平均值和离散系数不一定就是总体的平均值和离散系数,然而样本的测试值却是唯一的依据。经验知道,测试的试件愈多,样本的平均值与总体的平均值愈接近,而且与试件数Ⅳ的平方根有关;x=XN±K·SN/JN式中K是一个人定的系数,它表明总体平均值落在这个范围内的概率。在确定设计用强度值时,总是偏安全一边考虑,取“一”值,这样X=XN-K·SN/JN经验还知道,测试的试件愈多,样本的标准差与总体的标准差愈接近,也与试件数N的平方值有关,不作证明引用了一个x函数来表示样本标准差与总体标准差的关系:

x与置信度有关。在95%置信度下的N/x值如下表:K值由保证率确定,K=1时保证84%,K=2保证97.7%,K=3时保证99.87%。如果试样的样本太少,按(3·7-3)式得出过低的数据,这时需要增加试件数量。为了比较直观的说明(3·7-3)式,作了图3-22。

(a)表示样本数据分布的概率集度曲线,

(b)表示从样本估计的总体平均值分布的概率集度曲线,

(c)表示总体数据分布的概率集度曲线。图中所示的随机变量是强度,要考虑结构物的材料可能出现的低强度值,所以都是用负值表示。如果随机变量是结构物上的外荷载,就需要考虑结构物上可能受到的最大荷载,这时就要把3·7-3式中的二个负号改为二个正号。对于玻璃钢来说,经验不多,使用量也不多,价格较贵,如按钢材等材料的惯例,会使设计用强度值降得过低,不甚经济。一般是在95%置信度下保证90%的可靠。举一个实测的例子,某批玻璃钢试件数量为135根,平均强度为2000公斤/厘米,标准差为250公斤/厘米,设计用的强度值按(3·7-3)式计算为 155+1.12)×250=1610公斤/厘米

R=2000-1.28(如果要求在99%置信度下保证99%则米2当还没有进行同批量玻璃钢的大量试件测试以前,可以用估算的办法得一个初步设计用的数据。在(3·3-2)及(3·3-3)节中曾估算过玻璃钢的第一和第二主向强度,略去树脂的影响,玻璃钢的平均强度为1011-A n:(或nT)(3·7-4)TGRP= ƠG1+AnL+nr这里留着二个影响强度的参数即玻璃纤维的强度c及树脂含量A,第二章中曾述及玻璃纤维的平均强度为16000公斤/厘米,织物的经向强度离散系数为8%,织物的纬向强度离散系数为12%,取其中值用10%作为纤维的离散系数。树脂含量的离散系数视工艺情况而定,一般手糊玻璃钢的树脂含量离散系数约为2%。利用误差传递理论求得玻璃钢的离散系数为作为玻璃钢的设计用强度值。在做了一些试验以后,但是还没有足够的试件量,根据以往的经验,可以取这些试件测试值的平均值的70%作为初步设计用强度值.


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