玻璃鋼產(chǎn)品的力學性能
玻璃鋼的力學性能突出的一點是比強度高,這是金屬材料和其它材料無法相比的。這里,我們要提一下強度的概念。強度通常是指單位面積所能承受的最大載荷,材料就破壞了。強度又分為拉伸強度、壓縮強度、彎曲強度、剪切強度。
玻璃鋼輕質高強的性能,來源于較低的樹脂密度(澆注體密度1.27左右)以及玻璃纖維的高抗拉強度(普通鋼材的5倍以上)。玻璃鋼的密度隨著樹脂含量的不同而有所不同。從高樹脂含量的玻璃纖維氈制品到低樹脂含量的玻璃纖維纏繞制品(密度2.2),玻璃鋼的密度只有普通碳鋼的四分之一到五分之一,比鋁還輕三分之一。
玻璃鋼復合材料的力學性能具有明顯的方向性,這是與金屬材料不同的。金屬材料,不論在任何方向,強度和彈性模量幾何完全相同。而對于木材,玻璃鋼等,沿纖維方向的強度和模量就比垂直于纖維方向上的要高得多。象金屬那樣強度不隨方向變化而變化的材料稱為各向同性材料,而象玻璃鋼、木材、鋼筋混凝土等,它們的強度隨著方向不同而變化,稱它們是各向異性材料。玻璃鋼等人造的復合材料還以人為地變化纖維方向和數(shù)量來達到某種特定的強度要求。
此外,還要注意玻璃鋼復合材料層間強度和彈性模量低的特點。層間是薄弱環(huán)節(jié),因為層間沒有增強纖維,所以它的層間剪切和層間抗拉伸強度都較低,充其量也只是樹脂本身的強度。這個特點告誡人們在設計和制造玻璃鋼制品時,除工藝制造時盡量使布層間粘牢外,設計上應使居間應力降到最低,防止層間破壞情況出現(xiàn)。
玻璃鋼的彈性模量比木材大2倍,但比一般結構鋼小10倍。因此,在玻璃鋼結構中,常盛剛性不足,會出現(xiàn)較大的變形。為了改善這一缺點??刹捎脢A層結構,亦可通過應用高模量纖維或中空纖維等來解決。