打开客服菜单

新闻中心

contact us

联系我们

玻璃钢化粪池厂家 > 新闻资讯 > 玻璃钢冷却塔风筒,玻璃纤维的性能
玻璃钢冷却塔风筒,玻璃纤维的性能
编辑 :

恒德环保科技

时间 : 2022-05-30 15:34 浏览量 : 6

玻璃钢冷却塔风筒,玻璃纤维的性能

常用的无碱硼铝硅酸盐纤维的一般性能数据如表2-12所示无碱玻璃纤维的一般性能表2-12


目前所用的玻璃纤维是脆性的。它的应力应变曲线直到破坏

image

是线性的。股纱的应力应变曲线,则由于单纤维受力的不一致以及单纤维强度的不一致,呈现了一个逐步断裂的过程,直到残留的纤维不能承担最大的荷载时全部破坏,最终留着一些纤维间的摩擦力,如图2-4所示。拼股的股纱愈多,平均强度愈低,如表2-3的数据,它不反映玻璃纤维的真实强度。玻璃纤维强度的分散性较大,在分析时,一般还沿用葛利菲斯(A.A.Griffith)破坏理论。如果材料没有缺陷,可以期望玻璃纤维的拉伸强度到达1/10E即74000公斤/厘米,而块玻璃的拉伸强度仅1000公斤/厘米2,因而认为这是由于材料中存在着微裂缝或缺陷而产生着高的集中应力使材料的宏观强度降低。他将裂缝当作一个很狭的椭圆形孔,其长轴与应力方向相垂直,并令这有缺陷的板,在远场承受着均匀应力o,如图2-5所示。如果由于裂缝扩展而释放的弹性能大于生成一个破坏表面所需要的能量,裂缝将开始扩展,于是可求得扩展裂缝所需要的临界应力c为4入月图2-4玻璃纤维及股纱的应力应变曲线图2-5葛利菲斯模型oana  =(2Ey_)(2-3-1)式中E——线弹性模量;29?——表面能。

(2·3-1)式的等号右边仅有材料常数,所以oa是一个材料性能参数,称为断裂韧性。玻璃纤维的强度是由缺陷的大小控制着,纤维的直径愈大,大缺陷出现的可能性就大些,因而强度就低些;反之,纤维的直径愈细,大缺陷出现的可能性就小些,因而强度就高些。有试验证明,适当的控制工艺,不一定会出现上述情况,即在一定的直径范围内,纤维强度没有变化。另外,纤维愈长,大缺陷出现的可能性就大些,强度就低些;纤维愈短,大缺陷出现的可能性就小些,强度就高些。表2-13录了北京251玻璃纤维试样长度与拉伸强度表2-13

image

厂的测试数据。在给出强度数据时,最好能给出相应的试件尺寸,或注明测试标准,上节中所列的玻璃纤维布标准是在25毫米宽、100毫米长的试件上测得的,而玻璃纤维的强度则在500毫米长的试件上测得的,从后面给出的耀华厂玻璃纤维布和玻璃纤维纱的强度数据上,也可见到玻璃纤维纱的强度小于玻璃纤维布的强度,这主要是由于试件长Ơto度不同引起的。试样长度与拉伸强度的关系是比较容易O理解的,举一例子来说,将ƠI一根纤维分成四段如图2-6所示,测得的强度分别为1、图2-6试样长度与强度02、08、ơ4,并假定01>o2>os>o4,如果将同一根纤维分成二根,则测得的强度将为o及oa而o2>o4,如将整个纤维进行测试,则其强度将为o4。很明显短试件的平均强度较高,因为:2+04>0401+O2+O3+0424从这个直观的说明和表2-13的事实,可以利用概率论对试件长度和强度的关系进行一些初步分析。假定缺陷在纤维上的分布是随机的,而且是互不相关的,可以认为一根长的纤维是由许多单位长度的短纤维串联而成的。若一根单位长度的短纤维在小于或等于某一强度时破坏的概率为p,例如0.01,则二根单位长度的短纤维串联时在小于或等于该强度时破坏的概率应为1减去二根试件都不破坏的概率即p2=1-(1-p)2(2·3-2)当p=0.01时,p2=0.02,即二倍单位长度的长纤维在小于或等于该强度时破坏的概率为0.02。同理,如果m根单位长度的短纤维串联时,即m倍单位长度的长纤维在小于或等于该强度时破坏的概率为:pm=1-(1-p)"(2·3-3)在计算平均强度时,取pm=-,从(2·3-3)式可以求得单位长度短纤维在小于或等于该平均强度时破坏的概率为p=1-(1-2m)m=1-(1-)m(2·3-4)

式中表示m愈大,p愈小。如果用单位长度纤维的强度分布为基准,p小的意义,就是小于或等于该强度时破坏的概率愈小,即该强度就低,m小则p大,强度就高。换句话说,长试件的平均强度比短试件的平均强度低。

如果我们假定短试件和长试件的强度分布都服从正态分布(Gauss分布),如图2-7所示。概率集度函数p(o)为-(ơ-ơ)21p(ơ) =V2ns e2s2(2・3-5)

式中为试件的平均强度;o为随机样本的强度,s为试件的标准偏差;e,x为数学常数。在强度小于o时破坏的概率p为p=T2me  etg ido(2·3-6)

将坐标稍作变换,引用一个新参数:为ơ-o(2·3-7)1=25并令Ks=ơ-ỡ(2·3-8)将它们代入(2・3-6)式Kp=1_ fVi e-rdt(2·3-9)

这个积分可以查概率积分表相应于该破坏概率的强度o为0=0(1+ K·S)=ỡ(1+K·CV)(2·3-10)

现在回过来研究表2-13的数据,如果以5毫米试件作为单位长度,那末20毫米的试件即为4根5毫米串联起来的试件,90毫米

为18根5毫米试件串联起来的,1560毫米为312根5毫米试件串联的。从(2·3-4)式求出相应于短试件破坏的概率:

p20= 1-(-1-)* =0.1591

P80 = 1-( 1-)1s =0.0378

P:88g = 1 - (-2-) 312 = 0.00222

利用概率积分表查出:

K20=-0.995K0=-1.78K15eo=-3.04从(2·3-10)式可以根据短试件的平均强度求出长试件的平均强度为:

Ỡ6=で6(1-0・CV)で2。=でg(1-0.995CV)て»=万。(1ー1.78CV)表2-13中没有给出离散系数的值,以s及s时的CV为未知值,按最小二乘方进行整理求得:

g=144公斤/毫米2CV=18.8%

相应的 で2。=117公斤/毫米2;0。=96公斤/毫米;1580=62公斤/毫米可以认为长试件的强度与短试件的强度是有关系的。我们也可以用另外的一些分布形式进行计算,根据二个不言而喻的

事实即:

1、不管试件多少长度,它的强度总是大于零的;

2、随着应力的增加,破坏的概率是单调递增的。

常使用维鲍尔(Weibull)分布,它的概率集度函数为:p(ơ)=aßoß-1 e-aof(2·3-11)

式中o≥0;β>0称为形状参数,a>0称为特性参数。在强度〈ơ时破坏概率为:

p= §,p(o)do=1-eraot(2·3-12)

m个试件串联时的破坏概率pm为:pm= 1-e-amol(2·3-13)

从这二个式子,可以求得长试件平均强度与短试件平均强度的关系为:1mβom=01(2·3-14)

取对数,可以求出 1 = (lnơ1-Inơm)/lnm(2·3-15)

如果我们用重对数坐标绘出强度与试样长度的关系如图2-8,其斜率即为B-。根据251厂数据按最小二乘方整理求得β=7。6相应的强度依次为g=140公斤/毫米

て28=117公斤/毫米

でg。=96公斤/毫米2

で1580=56公斤/毫米2

关于纤维强度的工作,还需要进一步累积数据,利用单纤维强度来估算玻璃钢强度在实用上还不十分方便。因而对上海耀华玻璃厂1966年到1971年生产的玻璃纤维和织物的抽样强度数据作了初分析,并把1971年的十种玻璃纤维织物的强度统计资料列于表2-14中,五种玻璃纤维的强度统计资料列于表2-15中。其中包括测试的最高值、最低值和众值、并计算了平均值、标准差和离散

,同时还沿用钢材的惯例,采用平均值减去三倍标准差计算了正品值的标准,这个数据作为制订标准的参考。为了使这些数据有个统一的比较,将拉断力折算为断裂强度列在表末。断裂强

度等于拉断力T除以玻璃纤维的截面积F即Og=T/F(2.3-16a)

纤维的截面积可以从支数中求出,用比重、支数和股数来表达。1

F=(2.3-16b)厘米支数-×2.54×100股数所以,支数og=T×2.54×100×(公斤/厘米)股数(2.3-17)

=T×2.54×支数/股数(公斤/毫米)

以表2-15第一项为例,160支/2股纤维的平均拉断力为0.756公斤

160=153公斤/毫米

Og=0.756×2.54×

以表2-14中第一项为例,玻璃布的试件是2.5厘米宽,总的纤维纱数量有2.5×30=75根,所以os为ơg=1959×2.54×-600_=171公斤/毫米216.9

以无碱200玻璃布的经纬向强度为例绘出了强度频数分布直方图如图2-9及2-10。可见用正态分布来描述玻璃布强度的分布情况是可以的。

统计的结果表明:常用的6微米玻璃纤维的织物平均强度为160公斤/毫米;经向离散系数为8%,而纬向离散系数为12%。这可能是因为经向强度是由许多原纱提供而纬向强度只是由一个子提供的缘故。对于交叉铺陈的玻璃钢而言,纤维的离散系数可以用10%;对于单向承力的单向布平行铺陈玻璃钢而言,则纤维的离散系数可以用8%。这里所给出的玻璃纤维强度,只是织物的强度,可以用来估算玻璃钢的强度,但它不是一般资料中所报导的新生丝强度。另外,从测试的数值按月份进行分析,发现玻璃纤维的强度和离散系数与气侯有较大的关系,以海耀华玻璃厂1966年到

1971年初的测试数据为例。温度较低和较干燥的冬天,其强度较高,其离散系数也较低;而温度较高湿度较大的夏天,则其强度偏低而离散系数也偏高。图2-11及图2-12分别绘出了按月份变化0.1平纹玻璃布的平均强度和离散系数。玻璃钢的强度数据也有类似的随气温变化的情况。


热门推荐:

cache
Processed in 0.005682 Second.