Jämfört med stål har glasfiberförstärkta kompositmaterial ett lättare material och en densitet mindre än en tredjedel av stålets.Men när det gäller hållfasthet, när spänningen når 400 MPa, kommer stålstängerna att uppleva sträckgräns, medan draghållfastheten hos glasfiberkompositmaterial kan nå 1000-2500 MPa.Jämfört med traditionella metallmaterial har glasfiberkompositmaterial en heterogen struktur och uppenbar anisotropi, med mer komplexa felmekanismer.Experimentell och teoretisk forskning under olika typer av belastningar kan ge en övergripande förståelse för deras mekaniska egenskaper, särskilt när de tillämpas inom områden som nationell försvarsutrustning och flyg, vilket kräver djupgående forskning om deras egenskaper och mekaniska egenskaper för att möta deras behov inom användningsmiljö.
Följande introducerar de mekaniska egenskaperna och analysen efter skada av glasfiberkompositmaterial, vilket ger vägledning för användningen av detta material.
(1) Dragegenskaper och analys:
Forskning har visat att de mekaniska egenskaperna hos glasfiberförstärkta epoxihartskompositmaterial visar att draghållfastheten i materialets parallella riktning är mycket större än den i fiberns vertikala riktning.Vid praktisk användning bör därför glasfiberns riktning hållas så konsistent som möjligt med dragriktningen, med fullt utnyttjande av dess utmärkta dragegenskaper.Jämfört med stål är draghållfastheten betydligt högre, men densiteten är mycket lägre än stålets.Det kan ses att de omfattande mekaniska egenskaperna hos glasfiberkompositmaterial är relativt höga.
Forskning har visat att en ökning av mängden glasfiber som tillsätts till termoplastiska kompositmaterial gradvis ökar kompositmaterialets draghållfasthet.Det främsta skälet är att när glasfiberhalten ökar utsätts fler glasfibrer i kompositmaterialet för yttre krafter.Samtidigt, på grund av ökningen av antalet glasfibrer, blir hartsmatrisen mellan glasfibrerna tunnare, vilket är mer gynnsamt för konstruktionen av glasfiberförstärkta ramar.Därför orsakar ökningen av glasfiberinnehåll att mer stress överförs från hartset till glasfibern i kompositmaterial under yttre belastningar, vilket effektivt förbättrar deras dragegenskaper.
Forskning på dragtester av glasfiberomättade polyesterkompositmaterial har visat att brottssättet för glasfiberförstärkta kompositmaterial är kombinationsfel av fibrer och hartsmatris genom svepelektronmikroskopi av dragsektionen.Brottytan visar att ett stort antal glasfibrer dras ut ur hartsmatrisen på dragsektionen, och ytan på glasfibrerna som dras ut från hartsmatrisen är slät och ren, med mycket få hartsfragment som fäster på ytan av glasfibrerna, Prestanda är spröd fraktur.Genom att förbättra anslutningsgränssnittet mellan glasfibrer och harts förbättras inbäddningsförmågan hos de två.På dragsektionen kan de flesta av matrishartsfragmenten med mer bindning av glasfibrer ses.Ytterligare förstoringsobservationer visar att ett stort antal matrisharts binder på ytan av de extraherade glasfibrerna och uppvisar ett kamliknande arrangemang.Brottytan uppvisar duktilt brott, vilket kan uppnå bättre mekaniska egenskaper.
(2) Böjningsprestanda och analys:
Trepunktsböjningsutmattningstest utfördes på enkelriktade plattor och hartsgjutkroppar av glasfiberförstärkta epoxihartskompositmaterial.Resultaten visade att böjstyvheten hos de två fortsatte att minska med ökade utmattningstider.Emellertid var böjstyvheten hos glasfiberförstärkta enkelriktade plattor mycket högre än för gjutkroppar, och minskningshastigheten för böjstyvhet var långsammare.Det fanns fler utmattningstider då sprickor uppstod över tiden, vilket indikerar att glasfiber har en förbättrad effekt på matrisens böjningsprestanda.
Med införandet av glasfibrer och den gradvisa ökningen av volymfraktionen ökar också böjhållfastheten hos kompositmaterial i enlighet med detta.När fibervolymfraktionen är 50 % är dess böjhållfasthet högst, vilket är 21,3 % högre än den ursprungliga hållfastheten.Men när fibervolymandelen är 80 % visar böjhållfastheten hos kompositmaterial en signifikant minskning, vilket är lägre än styrkan hos provet utan fiber.Det antas allmänt att materialets låga hållfasthet kan bero på inre mikrosprickor och hålrum som blockerar den effektiva överföringen av belastning genom matrisen till fibrerna, och under yttre krafter expanderar mikrosprickor snabbt för att bilda fel, vilket i slutändan orsakar skador. gränssnittsbindning av detta glasfiberkompositmaterial förlitar sig huvudsakligen på det viskösa flödet av glasfibermatrisen vid höga temperaturer för att linda in fibrerna, och överskott av glasfibrer hindrar i hög grad det viskösa flödet av matrisen, vilket orsakar en viss grad av skada på kontinuiteten mellan gränssnitten.
(3) Penetrationsmotståndsprestanda:
Användningen av höghållfasta glasfiberförstärkta kompositmaterial för framsidan och baksidan av reaktionsskyddet har bättre penetrationsmotstånd jämfört med traditionellt legerat stål.Jämfört med legerat stål har glasfiberkompositmaterial för framsidan och baksidan av explosiv reaktionsrustning mindre kvarvarande fragment efter detonation, utan någon dödande förmåga, och kan delvis eliminera den sekundära dödande effekten av explosiv reaktionsrustning.
Posttid: 2023-nov-07
