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玻璃钢储罐及复合材料的弹性模量的特点

时间:2012-6-18 13:08:26   浏览次数:7284
玻璃钢/复合材料的力学性能具有明显的方向性,玻璃钢等人造的复合材料还可以人为地变化纤维方向和数量来达到某种特定的强度要求。例如,我们采用"1:1 "玻璃布(指经向纤维和纬向纤维量为"1:1")制造的玻璃钢,其经向和纬向强度几乎是相等的。但在其它方向上强度则较低,如在45°方向上强度比经、纬向强度1/2还要低。
  值得注意的是人们常常有一种误解,认为资料中所列举的强度数据就是实际构件的强度数据。其实这两者截然不同,差异较大。例如手糊聚酯玻璃钢板,小试件抗伸强度可达200-250MPa,而在同样原材料的3m*9m的大型构件上取下一块试样,它的抗伸强度只有100MPa。这是因为两者的制造操作条件不同,大块板工艺条件不如小试件那样理想。因此,在采用各类资料、书籍所给出的强度数据时,一定要注意你所设计的构件工艺制造条件和一般小试件之间的差异,否则将会出现问题。
  此外,还要注意玻璃钢/复合材料层间强度和弹性模量低的特点。层间是薄弱环节,因为层间没有增强纤维,所以它的层间剪切和层间抗伸强度都较低,充其量也只是树脂本身的强度。这个特点告诫人们在设计和制造玻璃钢制品时,除工艺制造时尽量使布层间粘牢外,设计上应使层间应力降到最低,防止层间破坏情况出现。例如, 306#聚酯玻璃钢的层间剪切强度只有8.9-26MPa层间抗伸强度还要低些。
  玻璃钢的弹性模量比木材大2倍,但比一般结构钢小10倍。因此,在玻璃钢结构中,常感刚性不足,会出现较大的变形。为了改善这一缺点,可采用夹层结构,亦可通过应用高模量纤维或中空纤维等来解决。
可以看成: FRP刚性>优质木材≈竹材。
  比强度:即单位密度下的拉伸强度,也就是材料的抗拉强度与密度之比,用以说明其轻质高强的程度。玻璃钢密度介于1.5~2.0之间,只有普通碳钢的1/4~1/5比轻金属铝还要轻1/3左右,而机械强度却很高,某些方面甚至能接近普通碳钢的水平。例如某些环氧玻璃钢,其拉伸、弯曲和压缩强复均达到400MPa以上。按比强度计算,玻璃钢不仅大大超过普通碳钢,而且可达到和超过某些特殊合金钢的水平。
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