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玻璃钢家具,其它力学、物理性能
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恒德环保科技

时间 : 2022-04-01 23:28 浏览量 : 80

玻璃钢家具,其它力学、物理性能

在设计玻璃钢产品时,不仅要知道前述的基本力学性能,而且要知道玻璃钢的其他一些性能,对于这些性能,由于研究工作做得较少,还不能提出简化的估算模型,因而在本章中将对它们提供一些实测的数据,并作一些定性的评价,作为设计阶段的参考。

S4·1玻璃钢的冲击性能

材料抵抗冲击载荷的能力常用冲击韧度ax来判定,它是冲击时使试件破坏的动能T除以试件的最小截面积Fak=T/F公斤・厘米/厘米2(4·1-1)常用规定尺寸的试件在摆锤冲击机上进行试验,以便比较。试验有三点弯曲和悬臂弯曲等二种受力形式,前者称为恰贝(Char~py)冲击韧度,后者称为伊查(Izod)冲击韧度。在金属结构物设计中,它是一个选材用的参数,不是一个计算用参数。

玻璃钢的冲击韧度是套用金属的方法测定的,常用的是三点受力弯曲的恰贝冲击韧度,与通用的金属材料相比较,玻璃钢的冲击韧度是较低的。例如在试制某玻璃钢产品时,采用306聚酯树脂室温固化配方,增强料用经热处理的无碱玻璃布-210,经纬向交叉铺层,平均树脂含量为56%,在产品边上的试验板上,取了110根冲击试样(55×10×4),测试的平均值为255公斤·厘米/厘米,最大值为410公斤·厘米/厘米,最小值为166公斤·厘米/厘米,标准差为37公斤·厘米/厘米,离散系数为14.8%。与通常对金属结构物所要求的ak>300公斤·厘米/厘米有一定的差距,用对金属的要求来要求玻璃钢不尽恰当,正象用对普通碳钢的要求来要求高强度钢一样的不尽恰当,对高强度钢也有提出小能量多次冲击的评定办法。因为在多次冲击荷载下,高冲击韧度的低强度材料会由于积累的残余变形而不能使用,而低冲击值的高强度材料可能不出现残余变形而能继续使用。单位体积内能承受的应变能可以用应力应变曲线下的面积来衡量,在弹性范围内,普通碳钢能承受的应变能约为1.44公斤·厘米/厘米,而1:1玻璃钢(树脂含量以50%计)能承受的应变能有8公斤·厘米/厘米’、相当于普通碳钢有0.3%残余应变时的应变能(图4-1)。

在小能量多次冲击荷载下,玻璃钢的43碳素钢耐冲击性能不一定比普通碳钢差。影响玻璃钢冲击韧度的因素比较条国/多,下面略述一些看法:/1:1较事钢从破坏的试件来看,冲击的能量主要消耗在断裂试件和层间分层上。三1在筛选试验中,不仅要注意冲击韧度b值,还要注意破坏的现象。一般说来,冲击韧度较高的试件,都伴有较大的分层区域,断口比较粗糙;相反,断口比较整齐,分层区域较小的e,%图4-1普通碳钢与1:1玻璃试件,冲击韧度都较低。换句话说,钢的单位体积应变能纤维与树脂粘结很好的力学强度较高的玻璃钢材料,其冲击韧度不一定高;而粘结不太密实的玻璃钢,却由于有较大的分层破坏而得到较高的冲击韧度。在产品设计中,有时也选取力学强度稍低而冲击韧度较高的配方,有人建议采用混用不同表面处理玻璃纤维的办法以达到上述要求。冲击韧度与材料的应力应变关系有关,由于玻璃钢的应力应变曲线直到破坏基本上是直线,所以它与材料的弹性模量和极限延伸率有关。例如用648环氧树脂模压的双向玻璃钢,其经向冲击韧度比纬向的高,如表4-1所示。另外,在纤维相同的情况下,

希望树脂的延伸率大些,固化后的收缩率小些,也有助于冲击韧度的提高,表4-2表示6207树脂玻璃钢由于在树脂中混入液态丁睛橡胶而使冲击韧度提高,这是因为加入适量的丁睛橡胶后,使树脂的脆性减弱而韧性增高的缘故。

和金属材料一样,它必须在规定的试件尺寸和试验方法下才能进行比较。例如,用同样的无碱布210增强的DAP聚酯玻璃钢,在同样的工艺条件下(湿法手糊,A-151化学处理玻璃布,树脂含量为45%)成型不同尺寸的试件。跨距为70的120×15×10试件尺寸的冲击韧度为291公斤·厘米/厘米,而跨距为40的55105×10×3试件尺寸的冲击韧度仅为169公斤·厘米/厘米。外,在金属材料中,常在试件冲击部分的对面做成切口,人为地造成应力集中现象,以使冲击动能集中在较小的区域以模拟最不利的受力情况。对玻璃钢来说,带切口试件的冲击韧度与和切口试件净厚度相等的无切口试件的冲击韧度差不多,它的切口影响是很小的。


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