Prestasie en ontleding van glasvesel saamgestelde materiale

In vergelyking met staal het glasveselversterkte saamgestelde materiale 'n ligter materiaal en 'n digtheid minder as een derde van dié van staal.In terme van sterkte, wanneer die spanning 400MPa bereik, sal die staalstawe egter vloeispanning ervaar, terwyl die treksterkte van glasvesel saamgestelde materiale 1000-2500MPa kan bereik.In vergelyking met tradisionele metaalmateriale, het glasvesel saamgestelde materiale 'n heterogene struktuur en duidelike anisotropie, met meer komplekse mislukkingsmeganismes.Eksperimentele en teoretiese navorsing onder verskillende tipes vragte kan 'n omvattende begrip van hul meganiese eienskappe verskaf, veral wanneer dit toegepas word in velde soos nasionale verdedigingstoerusting en lugvaart, wat in-diepte navorsing oor hul eienskappe en meganiese eienskappe vereis om aan hul behoeftes in die gebruik omgewing.

Die volgende stel die meganiese eienskappe en na-skade-analise van glasvesel saamgestelde materiale bekend, wat leiding verskaf vir die toepassing van hierdie materiaal.

(1) Trek eienskappe en analise:

Navorsing het getoon dat die meganiese eienskappe van glasveselversterkte epoksiehars saamgestelde materiale toon dat die treksterkte in die parallelle rigting van die materiaal baie groter is as dié in die vertikale rigting van die vesel.Daarom, in praktiese gebruik, moet die rigting van die glasvesel so konsekwent as moontlik met die trekrigting gehou word, en die uitstekende trek-eienskappe daarvan ten volle benut word.In vergelyking met staal is die treksterkte aansienlik hoër, maar die digtheid is baie laer as dié van staal.Dit kan gesien word dat die omvattende meganiese eienskappe van glasvesel saamgestelde materiale relatief hoog is.

Navorsing het getoon dat die verhoging van die hoeveelheid glasvesel wat by termoplastiese saamgestelde materiale gevoeg word, die treksterkte van die saamgestelde materiaal geleidelik verhoog.Die hoofrede is dat namate die glasveselinhoud toeneem, meer glasvesels in die saamgestelde materiaal aan eksterne kragte onderwerp word.Terselfdertyd, as gevolg van die toename in die aantal glasvesels, word die harsmatriks tussen die glasvesels dunner, wat meer bevorderlik is vir die konstruksie van glasveselversterkte rame.Die toename in glasveselinhoud veroorsaak dus dat meer spanning van die hars na die glasvesel in saamgestelde materiale onder eksterne ladings oorgedra word, wat hul trekeienskappe effektief verbeter.

Navorsing oor trektoetse van glasvesel onversadigde poliëster saamgestelde materiale het getoon dat die mislukkingsmodus van glasvesel versterkte saamgestelde materiale die kombinasie van mislukking van vesels en harsmatriks deur skandeerelektronmikroskopie van die trekseksie is.Die breukoppervlak toon dat 'n groot aantal glasvesels uit die harsmatriks op die trekseksie getrek word, en die oppervlak van die glasvesels wat uit die harsmatriks getrek word, is glad en skoon, met baie min harsfragmente wat aan die oppervlak kleef van die glasvesels, Die prestasie is bros breuk.Deur die verbindingsvlak tussen glasvesels en hars te verbeter, word die inbeddingsvermoë van die twee verbeter.Op die trekseksie kan die meeste van die matriksharsfragmente met meer binding van glasvesels gesien word.Verdere vergrotingswaarneming toon dat 'n groot aantal matrikshars op die oppervlak van die geëxtraheerde glasvesels bind en 'n kamagtige rangskikking vertoon.Die breukoppervlak toon rekbare breuk, wat beter meganiese eienskappe kan bereik.

SEM-foto's van die trekgedeelte van GFRP van 196 hars

SEM-foto's van die trekgedeelte van kopolimeerhars GFRP

(2) Buigprestasie en analise:

Driepunt-buigmoegheidstoetse is uitgevoer op eenrigtingplate en harsgietliggame van glasveselversterkte epoksiehars saamgestelde materiale.Die resultate het getoon dat die buigstyfheid van die twee steeds afgeneem het met die toename in moegheidstye.Die buigstyfheid van glasveselversterkte eenrigtingplate was egter baie hoër as dié van gietliggame, en die afnametempo van buigstyfheid was stadiger.Daar was meer moegheidstye van krake wat mettertyd verskyn het, wat aandui dat glasvesel 'n verbeterde effek op die buigprestasie van die matriks het.

Met die bekendstelling van glasvesels en die geleidelike toename in volumefraksie neem die buigsterkte van saamgestelde materiale ook dienooreenkomstig toe.Wanneer die veselvolumefraksie 50% is, is sy buigsterkte die hoogste, wat 21,3% hoër is as die oorspronklike sterkte.Wanneer die veselvolumefraksie egter 80% is, toon die buigsterkte van saamgestelde materiale 'n beduidende afname, wat laer is as die sterkte van die monster sonder vesel.Daar word algemeen geglo dat, Die lae sterkte van die materiaal kan wees as gevolg van interne mikrokrake en leemtes wat die effektiewe oordrag van las deur die matriks na die vesels blokkeer, en onder eksterne kragte, mikrokrake vinnig uitbrei om foute te vorm, wat uiteindelik skade veroorsaak. koppelvlakbinding van hierdie glasvesel saamgestelde materiaal berus hoofsaaklik op die viskose vloei van die glasveselmatriks by hoë temperature om die vesels toe te draai, en oormatige glasvesels belemmer die viskose vloei van die matriks grootliks, wat 'n sekere mate van skade aan die kontinuïteit tussen die koppelvlakke.

(3) Penetrasie weerstand prestasie:

Die gebruik van hoë-sterkte glasvesel versterkte saamgestelde materiale vir die gesig en agterkant van reaksie pantser het beter penetrasie weerstand in vergelyking met tradisionele legeringstaal.In vergelyking met legeringstaal, het glasvesel saamgestelde materiale vir die gesig en agterkant van plofbare reaksie pantser kleiner oorblywende fragmente na ontploffing, sonder enige doodmaak vermoë, en kan die sekondêre dodelike effek van plofbare reaksie pantser gedeeltelik uitskakel.

 


Postyd: Nov-07-2023