装配式玻璃钢水箱,强度准则简介

玻璃钢承受着单一的主轴向荷载时，即只承受oL或ox或TLr时的强度已在第三章中作了估算，也可以通过实测求得。在具体结构物中，它往往不是简单的应力状态而是同时存在oL、oz和rLr的。这时需要知道这三个应力同时存在时的强度问题。有时，即使应力状态是简单的，但是主向应力不在材料的主弹性轴上，例如玻璃钢的方向性强度，也仍然是个复杂的强度问题。对于这种问题，如果完全依靠实测来解决，那么试验工作量是很大的，依靠少数几种的试验结果，推测复杂受力状态的强度问题，这就是研究强度准则的任务，到目前为止，还不能严格的说强度准则，只能说是强度假设，即使对金属而言也是如此。对玻璃钢这类材料来说，在主要承力构件方面的使用还不多，对于强度准则的研究还很少。

玻璃钢的强度问题是复杂的，因为它是两种不同材料的复合物。所以它的强度性能与树脂（或称母体）和玻璃纤维（或称增强料）各自的强度性能和弹性性能有关；与它们各自的含量有

关；与纤维或织物的铺层方向有关；还有一些与成型工艺有关的参数如界面粘结强度、空隙率、空隙分布、纤维间距等有关；还与因树脂固化过程中热效应等引起的残余应力等有关。另外，定义玻璃钢的破坏含义也是比较困难的，因为破坏的形式比较复杂，它有树脂开裂、纤维断裂、界面脱胶，分层，空隙扩大和玻璃钢整体开裂等单一的或组合的破坏形式。以单向玻璃钢而言，它可以因沿纤维方向的开裂而丧失结构整体性，这时即使纤维没有断裂，也可以认为结构是破坏了；也可以因纤维逐渐断裂而丧失承载能力，这时也可以认为结构是破坏了。结合到具体结构物，不可能使用同一个破坏含义。对容器而言，可能以渗漏作为破坏指标；对直升机旋翼，可能以共振频率改变量作为破坏指标，这些可能要以树脂开裂量来量度。又如绳缆，可能以极限承载能力作为破坏指标，这时是以纤维的断裂量来度量，总之对于具体情况要作具体分析。

玻璃钢的强度准则的研究，大致有二个方面：一个是用宏观力学的方法，一个是用微观力学的方法。前者把玻璃钢作为一个句质材料来处理，先假定一个强度准则，其中包括若干待定常数，这些常数依靠简单的试验确定，然后用其他试验（例如方向性性能）进行验证；后者是建立一些破坏模型，根据这些模型进行强度计算，再以试验验证。这二者是相辅相成的。结合具体产品对所用的特定玻璃钢进行一些宏观强度准则的研究是现实的，有利于推广玻璃钢的应用，也为微观力学研究提供一些试验基础，以便把破坏机理阐述得更确切些而得到改善材料性能的途径。下面叙述一些常用的准则。