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玻璃钢的特殊力学性能

除了之前章节介绍的有关玻璃钢的剪切、拉伸等特性能,本文主要介绍的是玻璃钢的特殊力学性能方面的知识。这里特殊力学性能指的是玻璃钢的疲劳性能与蠕变性能。

玻璃钢的特殊力学性能-疲劳性能:
在实际应用中,材料常常会受到随时间按某种规律周期性变化的荷载的作用,这种荷载称为重复荷载或交变荷载。材料在这种周期性交变荷载的长期作用下,可在远低于其强度极限的低应力时即发生破坏,这种破坏形式称为“疲劳”。

玻璃钢风机为例,长时间的使用会导致风机外壳、叶轮等配件老化,也就是所谓的疲劳。

大量试验结果表明环氧树脂和聚酯玻璃钢中,前者疲劳强度优于后者,这是因为环氧树脂 与纤维的粘结性好、固化收缩小、产生的内应力小、且环氧树脂具有良好的韧性。玻璃钢疲劳极限低,比静荷载下的强度下降很多。玻璃钢在静拉伸时脱粘的应力为静强度极限的30%,而低应力疲劳时的脱粘应力仅为静强度极限的10%。这些都是在设 计选择参数时需要重视的。



玻璃钢的特殊力学性能-蠕变性能:
所谓材料的蠕变性能是指:处于一定温度及定值静应力作用下,材料的变形将随着时间的延续不断地慢慢增长,这一现象称为材料的蠕变,如上图的玻璃钢护栏。
玻璃钢蠕变性能的主要特点:
a、金属材料的蠕变变形完全是不可逆变形,即卸载后变形依然存在;

而玻璃钢卸载后某段时间内能完全或几乎完全恢复其原来的尺寸和形状。

b、纤维取向是决定玻璃钢蠕变性能的重要因素;

纤维与主应力方向平行时,玻璃钢的蠕变值很小,纤维与主应力方向成一定角度时,蠕变值将增大很多。纤维与主应力成45。角时的应变比同向时大4~5倍。

c、有机基体的热行为是决定复合材料蠕变特征和寿命的重要因素。在较高温度状态下, 复合材料的蠕变特征与时间的依赖关系更明显。蠕变应变随温度和应力升高而显著增加,如果温度升至临界温度以上时,材料蠕变速率迅速增加,材料失去使用价值。

上文介绍的就是有关于玻璃钢的特殊力学性能。在实际应用的过程中会直接影响玻璃钢系列产品型号的选择。如上图是一张玻璃钢拉挤型材类的护栏。

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