Teräkseen verrattuna lasikuituvahvisteisten komposiittimateriaalien materiaali on kevyempi ja tiheys on alle kolmasosan teräksen tiheydestä.Kuitenkin lujuuden kannalta, kun jännitys saavuttaa 400 MPa, teräspalkit kokevat myötöraja, kun taas lasikuitukomposiittimateriaalien vetolujuus voi olla 1000-2500 MPa.Perinteisiin metallimateriaaleihin verrattuna lasikuitukomposiittimateriaaleilla on heterogeeninen rakenne ja ilmeinen anisotropia, ja niissä on monimutkaisempia vikamekanismeja.Kokeellinen ja teoreettinen tutkimus erityyppisillä kuormituksilla voi antaa kattavan ymmärryksen niiden mekaanisista ominaisuuksista, varsinkin kun niitä käytetään esimerkiksi maanpuolustuslaitteiden ja ilmailun aloilla, mikä edellyttää perusteellista tutkimusta niiden ominaisuuksista ja mekaanisista ominaisuuksista vastatakseen niiden tarpeisiin. käyttöympäristö.
Seuraavassa esitellään lasikuitukomposiittimateriaalien mekaaniset ominaisuudet ja vaurioiden jälkeinen analyysi, joka antaa ohjeita tämän materiaalin käyttöön.
(1) Vetoominaisuudet ja analyysi:
Tutkimukset ovat osoittaneet, että lasikuituvahvisteisten epoksihartsikomposiittimateriaalien mekaaniset ominaisuudet osoittavat, että vetolujuus materiaalin yhdensuuntaisessa suunnassa on paljon suurempi kuin kuidun pystysuunnassa.Käytännössä lasikuidun suunta tulee siksi pitää mahdollisimman yhdenmukainen vetosuunnan kanssa hyödyntäen täysin sen erinomaisia vetoominaisuuksia.Teräkseen verrattuna vetolujuus on huomattavasti suurempi, mutta tiheys on paljon pienempi kuin teräksellä.Voidaan nähdä, että lasikuitukomposiittimateriaalien kattavat mekaaniset ominaisuudet ovat suhteellisen korkeat.
Pääsyynä on se, että lasikuitupitoisuuden kasvaessa enemmän komposiittimateriaalin lasikuituja altistetaan ulkoisille voimille.
Lasikuitutyydyttymättömien polyesterikomposiittimateriaalien vetokokeiden tutkimus on osoittanut, että lasikuituvahvisteisten komposiittimateriaalien vikatila on kuitujen ja hartsimatriisin yhdistelmämurtuminen vetoosan pyyhkäisyelektronimikroskoopilla.Murtumispinnasta näkyy, että suuri määrä lasikuituja vedetään ulos hartsimatriisista vetoosalla ja hartsimatriisista ulos vedettyjen lasikuitujen pinta on sileä ja puhdas, pintaan on tarttunut hyvin vähän hartsipalasia. lasikuiduista, suorituskyky on hauras murtuma.Lasikuitujen ja hartsin välistä liitosrajapintaa parantamalla näiden kahden upotuskyky paranee.Vetoosassa näkyy suurin osa matriisihartsifragmenteista, joissa on enemmän lasikuitujen sitoutumista.Lisäsuurennushavainto osoittaa, että suuri määrä matriisihartsia sitoutuu uutettujen lasikuitujen pintaan ja muodostaa kampamaisen järjestelyn.Murtumapinnassa näkyy sitkeä murtuma, jolla voidaan saavuttaa parempia mekaanisia ominaisuuksia.
(2) Taivutussuorituskyky ja analyysi:
Kolmipisteen taivutusväsymiskokeet suoritettiin lasikuituvahvisteisten epoksihartsikomposiittimateriaalien yksisuuntaisille levyille ja hartsivalukappaleille.Tulokset osoittivat, että molempien taivutusjäykkyys jatkoi laskuaan väsymisaikojen pidentyessä.Lasikuituvahvisteisten yksisuuntaisten levyjen taivutusjäykkyys oli kuitenkin paljon suurempi kuin valukappaleiden, ja taivutusjäykkyyden alenemisnopeus oli hitaampaa.Väsymysaikoja ilmaantui enemmän ajan myötä, mikä osoittaa, että lasikuidulla on tehostettu vaikutus matriisin taivutuskykyyn.
Lasikuitujen käyttöönoton ja tilavuusosuuden asteittaisen kasvun myötä myös komposiittimateriaalien taivutuslujuus kasvaa vastaavasti.Kun kuidun tilavuusosuus on 50 %, sen taivutuslujuus on suurin, mikä on 21,3 % suurempi kuin alkuperäinen lujuus.Kuitenkin, kun kuidun tilavuusosuus on 80 %, komposiittimateriaalien taivutuslujuus laskee merkittävästi, mikä on pienempi kuin kuituttoman näytteen lujuus.Yleisesti uskotaan, että materiaalin alhainen lujuus voi johtua sisäisistä mikrohalkeamista ja onteloista, jotka estävät kuorman tehokkaan siirtymisen matriisin kautta kuituihin, ja ulkoisten voimien vaikutuksesta mikrohalkeamat laajenevat nopeasti muodostaen vikoja, mikä lopulta aiheuttaa vahinkoa. Tämän lasikuitukomposiittimateriaalin rajapintaliitos perustuu pääasiassa lasikuitumatriisin viskoosiseen virtaukseen korkeissa lämpötiloissa kuitujen käärimiseksi, ja liialliset lasikuidut estävät suuresti matriisin viskoosista virtausta aiheuttaen tietyssä määrin vahinkoa jatkuvuudelle käyttöliittymät.
(3) Läpäisyvastus:
Suurilujien lasikuituvahvisteisten komposiittimateriaalien käyttö reaktiopanssarin etu- ja takaosassa on parempi tunkeutumiskestävyys verrattuna perinteiseen seosteräkseen.Seosteräkseen verrattuna lasikuitukomposiittimateriaaleissa räjähtävän reaktiopanssarin edessä ja takana on pienempiä jäännöksiä räjähdyksen jälkeen ilman tappamiskykyä, ja ne voivat osittain eliminoida räjähtävän reaktiopanssarin toissijaisen tappavan vaikutuksen.
Postitusaika: 07.11.2023
