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河北玻璃钢储罐厂家,低弹性模量
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恒德环保科技

时间 : 2022-05-29 16:16 浏览量 : 12

河北玻璃钢储罐厂家,低弹性模量

玻璃钢的弹性模量是比较低的。以玻璃纤维含量为80%的单向玻璃钢而言,其第一主向的弹性模量约为5×105公斤/厘米2,为钢的弹性模量的25%,或为铝的70%,其比重约为2.1。如果单纯的使用等代设计,则将稍超过原结构物的重量。至于一般常用的双向玻璃钢,其主向弹性模量约为钢材的1/14或铝材的1/5;而准各向同性铺陈玻璃钢的弹性模量,仅与一般木材相近。这样的数量级,在设计结构物时是必须重视的。当然,我们可以要求使用更高弹性模量的纤维如碳纤维、硼纤维、晶须等以提高弹性模量,但这已不在本书讨论范围之列,不予赘述。

当设计一个有刚度要求的构件时,一般都需要改变截面尺寸以弥补低弹性模量这一弱点。例如用双向玻璃钢代替普通钢壁板,在等刚度要求下,不改变原来的结构布置而单纯将厚度增加到原厚度的(14)+=2.4倍,还是可以减轻重量的。如果用同样的方法代替铝材,则厚度将为原厚度的1.7倍,非但不能减轻重量而且将超重。如用同法替代木材,则超重更多。在替代后二种材料时,则要在结构布置上作适当考虑,或者减小梁、肋间距,或者增加次梁、次肋以减薄壁板,或者采用夹层结构,以便使整个结构重量下降。再如用单向玻璃钢来代替某些杆件,要求维持弯曲刚度不变,则应放大截面惯性矩,如果不改变原截面的外形尺寸,就不可能降低重量。例如某些压气机叶片或水翼等实心金属构件,需要和有关部门协商,或者适当加厚而仍制成实心玻璃钢,甚至希望在总体设计中改变增压级数。至于取代某些木质桨叶时,可以考虑改为空腹硬壳结构。

玻璃钢的低弹性模量还表现在它的更低的剪切弹性模量。金属的剪切弹性模量约为拉压弹性模量的40%,除准各向同性玻璃钢的剪切模量可以达到这比例外,双向玻璃钢的剪切弹性模量仅为拉压弹性模量的20%,对单向玻璃钢,有时甚至还达不到10%。在设计有抗扭要求的构件,需要有足够的注意,有时需要将纤维正负偏转一个一定的角度,牺牲一些纵向弹性模量来换取剪切弹性模量的提高。一般说来,纤维方向应与主应力方向尽量接近以充分发挥纤维的轴向能力。对于一些薄壁构件,似宜尽可能的设计封闭截面的形状以提高抗扭刚度。

利用玻璃钢的易成型这一优点,结构形式的局限性较小,可以设计高刚度的变截面的结构形式和布置,以补偿玻璃钢低模量这一弱点。低弹性模量对刚性结构来说,固然是一个缺点,但对某些需要抗冲的零件来说,却是一个可利用的优点。例如1962年6月27日首飞的瑞典MF1一10B四座单翼机,采用环氧浸溃玻璃纤维单丝缠绕的不收放板簧型起落架。轻型摩托车的前叉也有可能使用环氧单丝缠绕的钩型构件以替代原来的消振系统。


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