Sammenlignet med stål har glassfiberforsterkede komposittmaterialer et lettere materiale og en tetthet mindre enn en tredjedel av stålets.Når spenningen når 400 MPa, vil imidlertid stålstengene oppleve flytespenning, mens strekkfastheten til glassfiberkomposittmaterialer kan nå 1000-2500 MPa.Sammenlignet med tradisjonelle metallmaterialer har glassfiberkomposittmaterialer en heterogen struktur og åpenbar anisotropi, med mer komplekse sviktmekanismer.Eksperimentell og teoretisk forskning under forskjellige typer belastninger kan gi en omfattende forståelse av deres mekaniske egenskaper, spesielt når de brukes i felt som nasjonalt forsvarsutstyr og romfart, noe som krever dyptgående forskning på deres egenskaper og mekaniske egenskaper for å møte deres behov i bruksmiljø.
Følgende introduserer de mekaniske egenskapene og etterskadeanalysen av glassfiberkomposittmaterialer, og gir veiledning for bruken av dette materialet.
(1) Strekkegenskaper og analyse:
Forskning har vist at de mekaniske egenskapene til glassfiberforsterkede epoksyharpikskomposittmaterialer viser at strekkfastheten i materialets parallellretning er mye større enn i fiberens vertikale retning.Derfor, i praktisk bruk, bør retningen til glassfiberen holdes så konsistent som mulig med strekkretningen, fullt ut utnytte dens utmerkede strekkegenskaper.Sammenlignet med stål er strekkfastheten betydelig høyere, men tettheten er mye lavere enn for stål.Det kan sees at de omfattende mekaniske egenskapene til glassfiberkomposittmaterialer er relativt høye.
Forskning har vist at økning av mengden glassfiber tilsatt termoplastiske komposittmaterialer gradvis øker strekkstyrken til komposittmaterialet.Hovedårsaken er at etter hvert som glassfiberinnholdet øker, blir flere glassfibre i komposittmaterialet utsatt for ytre krefter.Samtidig, på grunn av økningen i antall glassfibre, blir harpiksmatrisen mellom glassfibrene tynnere, noe som er mer gunstig for konstruksjonen av glassfiberforsterkede rammer.Derfor fører økningen i glassfiberinnhold til at mer stress overføres fra harpiksen til glassfiberen i komposittmaterialer under ytre belastninger, noe som effektivt forbedrer deres strekkegenskaper.
Forskning på strekktester av glassfiberumettede polyesterkomposittmaterialer har vist at sviktmodusen til glassfiberforsterkede komposittmaterialer er kombinasjonssvikt av fibre og harpiksmatrise gjennom skanningselektronmikroskopi av strekkseksjonen.Bruddoverflaten viser at et stort antall glassfibre trekkes ut av harpiksmatrisen på strekkseksjonen, og overflaten til glassfibrene som trekkes ut fra harpiksmatrisen er glatt og ren, med svært få harpiksfragmenter som fester seg til overflaten. av glassfibrene, Ytelsen er sprø brudd.Ved å forbedre forbindelsesgrensesnittet mellom glassfiber og harpiks, forbedres innleiringsevnen til de to.På strekkseksjonen kan man se de fleste matriseharpiksfragmentene med mer binding av glassfibre.Ytterligere forstørrelsesobservasjoner viser at et stort antall matriseharpiks binder seg på overflaten av de ekstraherte glassfibrene og presenterer et kamlignende arrangement.Bruddflaten viser duktilt brudd, som kan oppnå bedre mekaniske egenskaper.
(2) Bøyeytelse og analyse:
Trepunkts bøyeutmattingstester ble utført på ensrettede plater og harpiksstøpelegemer av glassfiberforsterket epoksyharpikskomposittmateriale.Resultatene viste at bøyestivheten til de to fortsatte å avta med økte utmattelsestider.Imidlertid var bøyningsstivheten til glassfiberforsterkede ensrettede plater mye høyere enn for støpelegemer, og nedgangen i bøyestivheten var langsommere.Det var flere utmattelsestider med sprekker som oppsto over tid, noe som indikerer at glassfiber har en forbedret effekt på bøyeytelsen til matrisen.
Med introduksjonen av glassfibre og den gradvise økningen i volumfraksjonen øker også bøyestyrken til komposittmaterialer tilsvarende.Når fibervolumfraksjonen er 50 %, er bøyestyrken den høyeste, som er 21,3 % høyere enn den opprinnelige styrken.Men når fibervolumfraksjonen er 80 %, viser bøyestyrken til komposittmaterialer en betydelig reduksjon, som er lavere enn styrken til prøven uten fiber.Det antas generelt at den lave styrken til materialet kan skyldes interne mikrosprekker og hulrom som blokkerer den effektive overføringen av belastning gjennom matrisen til fibrene, og under ytre krefter utvider mikrosprekker seg raskt for å danne feil, som til slutt forårsaker skade. grensesnittbinding av dette glassfiberkomposittmaterialet er hovedsakelig avhengig av den viskøse flyten av glassfibermatrisen ved høye temperaturer for å pakke inn fibrene, og overdreven glassfiber hindrer i stor grad den viskøse flyten av matrisen, noe som forårsaker en viss grad av skade på kontinuiteten mellom grensesnittene.
(3) Penetrasjonsmotstandsytelse:
Bruken av høystyrke glassfiberforsterkede komposittmaterialer for fronten og baksiden av reaksjonsrustningen har bedre penetrasjonsmotstand sammenlignet med tradisjonelt legert stål.Sammenlignet med legert stål, har glassfiberkomposittmaterialer for forsiden og baksiden av eksplosiv reaksjonsrustning mindre gjenværende fragmenter etter detonasjon, uten noen drepende evne, og kan delvis eliminere den sekundære drepende effekten av eksplosiv reaksjonsrustning.
Innleggstid: Nov-07-2023
