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玻璃钢实用技术-玻璃纤维的基本力学性能-技术普
浏览:0 发布日期:2018-11-23 11:06:50

       玻璃钢的基本力学性能是设计玻璃钢产品所必须掌握的基本资料,在玻璃钢材料中,玻璃纤维是承受荷载的主要成分,树脂的作用是传递应力和支撑、固定纤维,因此它的力学性能取决于纤维和树脂的力学性能,取决于它们的含量比、增强方式及这两种材料之间的界面状态。界面状态是一个比较复杂的影响因素,它对玻璃钢性能的影响程度,目前还无法作出定量评价。 


玻璃纤维的基本力学性能 


如果不加特别说明,我们一般都是讨论常温和静荷载条件下纤维和树脂的力学性能,如弹性模量、强度极限等。 


大家知道,平板玻璃的强度是比较低的,拉伸强度约为69兆帕(700公斤/厘米2),而玻璃纤维的实验室强度最高可达7250兆帕(74000公斤/厘米2),这是由于玻璃纤维只有 


很小横截面积,它存在块陷(如微裂纹)的可能性要比块体材料小得多,所以纤维在其长度方向的强度比块体材料高得多,表2-1列举了各种玻璃纤维与A3钢性能的比较,E玻璃 


纤维是无碱纤维,耐热性与电绝线性好;S玻璃纤维是高强高弹纤维;C玻璃纤维是中碱纤维;A玻璃纤维是有碱纤维。 


纤维的测试强度以拉断力计量,根据拉断力的大小计算拉伸强度,按照支数定义可以计算出纤维的横截面积来: 


各种玻璃纤维与A3钢的性能比较(表2-1) 

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①系块玻璃测验结果 


1克重=支数×100×横截面积×密度 


横截面积=1克/支数×100×密度(厘米2) 


大发平台app(2-1) 


知道了横截面积和拉断力,就可以计算捡伸强度: 


拉伸强度=拉断力/横截面积 (2-2) 


大发平台app纤维强度的测试要在专门的小型试验机上才能进行,如果没有这种试验机,也可以在小吨位的万能试验机上进行,这时需要将布沿经向和纬向裁成25xl100(毫米)的布条试件,只要知道编织布的并股纱的支数及25毫米宽度上股纱根数和布条试件的拉断力,就可以计算出玻璃纤维的拉伸强度。 




大发平台app从国产的玻璃布和股纱所测得的玻璃纤维强度来看,高的达2670兆帕(17000公斤力/厘米2)以上,低的达1080兆帕(11000公斤力/厘米2), 所以在评价玻璃钢的实验室强度时可以取玻璃纤维的平均拉伸强度为l570兆帕(16000公斤力/厘米2),在结构设计时可以取980~1270兆帕(10000~13000公斤力/厘米2)为玻璃纤维的设计强度。 


玻璃纤维的拉伸强度不仅和拉丝工艺有密切关系,而且和纤维直径与长度有关,直径越小,强度越高,当直径大于20微米时,纤维的强度就趋于稳定了。长的纤维比短的纤维强度要低,因为直径大的,或长度长的纤维表面存在的裂纹要多些;玻璃纤维的化学成分不同,拉伸强度也不同,纤维含碱量越高,强度越低,因为水和湿气的侵蚀析碱形成了表面缺陷。 


玻璃纤维的弹性模量一般用测定单向玻璃钢的弹性模量来换算,也可以用单丝来测定,在工程上可以取玻璃纤维的弹性模量为6.9~7.4×104兆帕(7~7.5×105公斤力/厘米2)。 


通过实验,可以绘出玻璃纤维的应力-应变曲线,如图2-1所示,由图可知,纤维直到断裂,应力和应变呈直线关系,而股纱的应力-应变曲线呈现一些曲折,这是因为股纱受力后,较弱的纤维或先受力的纤维先断裂,然后由未断裂的纤维承力直到断裂。 


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