在制作玻璃鋼儲罐容器塔器時,力學性能也是不能忽視的一項基礎工藝。那么玻璃鋼制品的力學性能方向性如何呢,河北海特復合材料愿以制作玻璃鋼制品的經驗為大家簡單介紹一下,僅做參考。
在金屬材料中,不論在任何方向,強度和彈性模量幾乎都是相同的,稱為各向同性材料。在木材中沿著纖維方向的強度和彈性模量比垂直于纖維方向要高得多。像木材那樣,性能隨方向而改變的材料稱為各向異性材料。玻璃鋼、鋼筋混凝土都屬于各向異性材料,只是木材的方向性是的,而玻璃鋼是人為的。一般來說,玻璃鋼的力學性能數(shù)據(jù)如不特別說明,都是纖維方向上的數(shù)據(jù)。對于布來說,是正交方向。
(1)1:1玻璃布成型的玻璃鋼制品,拉伸和壓縮強度在0度和90度方向,這是因為順著纖維方向,但只有二分之一纖維承擔,因為經、緯之比為1:1。45度方向上,經、緯方向的纖維幾乎都受剪,而0度和90度大致只能有二分之一纖維受剪。金屬的剪切強度約為拉伸強度的50%,而玻璃鋼的層剪強度只有拉伸強度的5%~10%。
由此說明,玻璃鋼制品成型時,嚴格按產品各個部位的要求控制纖維的方向,在使用玻璃鋼時也要掌握受力方向,如果纖維方向偏差15度,破壞強度和模量都要降低25%。
(2)單向布對玻璃鋼力學性能的影響是很大的,在產品設計時,時應考慮使用。包括無緯布的使用。
據(jù)資料介紹:
①玻璃鋼的強度及模量隨著纖維的體積含量增加而增加;
②在單向增加的玻璃鋼中,纖維并非單向整齊排列的,而是松散波浪地往一個方向取向,所以玻纖無捻粗紗的模量就比單絲的模量低。
(3)重直布層方向的壓縮強度為400~500MPa。而平行于布層方向的壓縮強度只有100MPa。
(4)1:1玻璃布的玻璃鋼制品中,沿著纖維方向的拉伸模量大約是等體積含量的單向纖維增強時拉伸模量的50%~55%;亂纖維增強的玻璃鋼近似各向同性,其模量大約是單向纖維的35%~40%;經過推算,氈增強的模量是1:1布增強的70%。這種情況也適于壓縮彈性模量。
(5)玻璃布增加的玻璃鋼制品和單向纖維增強的玻璃鋼,在纖維方向上的拉伸強度都是屬于纖維斷裂破壞,而短切纖維氈增加的玻璃鋼制品,其拉伸破壞機理不僅僅是斷裂,強度下降率特別大。
(6)力學數(shù)據(jù)存在分散性。即使纖維含量相同,玻璃鋼的力學數(shù)據(jù)也會由于成型方法、原料來源、時間不同等多種原因,造成分散性很大,而且這些數(shù)據(jù)大部分是在實驗室內用手糊法成型的試樣測試的,同實際產品存在著差距。