Berbanding dengan keluli, bahan komposit bertetulang gentian kaca mempunyai bahan yang lebih ringan dan ketumpatan kurang daripada satu pertiga daripada keluli.Walau bagaimanapun, dari segi kekuatan, apabila tegasan mencapai 400MPa, bar keluli akan mengalami tegasan hasil, manakala kekuatan tegangan bahan komposit gentian kaca boleh mencapai 1000-2500MPa.Berbanding dengan bahan logam tradisional, bahan komposit gentian kaca mempunyai struktur heterogen dan anisotropi yang jelas, dengan mekanisme kegagalan yang lebih kompleks.Penyelidikan eksperimen dan teori di bawah pelbagai jenis beban boleh memberikan pemahaman yang menyeluruh tentang sifat mekanikalnya, terutamanya apabila digunakan dalam bidang seperti peralatan pertahanan negara dan aeroangkasa, yang memerlukan penyelidikan mendalam tentang ciri-ciri dan sifat mekanikalnya untuk memenuhi keperluan mereka dalam persekitaran penggunaan.
Yang berikut memperkenalkan sifat mekanikal dan analisis pasca kerosakan bahan komposit gentian kaca, memberikan panduan untuk penggunaan bahan ini.
(1) Sifat tegangan dan analisis:
Penyelidikan telah menunjukkan bahawa sifat mekanikal bahan komposit resin epoksi bertetulang gentian kaca menunjukkan bahawa kekuatan tegangan dalam arah selari bahan adalah jauh lebih besar daripada arah menegak gentian.Oleh itu, dalam penggunaan praktikal, arah gentian kaca hendaklah dikekalkan sekonsisten mungkin dengan arah tegangan, menggunakan sepenuhnya sifat tegangannya yang sangat baik.Berbanding dengan keluli, kekuatan tegangan jauh lebih tinggi, tetapi ketumpatannya jauh lebih rendah daripada keluli.Ia boleh dilihat bahawa, Sifat mekanikal komprehensif bahan komposit gentian kaca agak tinggi.
Penyelidikan telah menunjukkan bahawa meningkatkan jumlah gentian kaca yang ditambah kepada bahan komposit termoplastik secara beransur-ansur meningkatkan kekuatan tegangan bahan komposit.Sebab utama ialah apabila kandungan gentian kaca meningkat, lebih banyak gentian kaca dalam bahan komposit tertakluk kepada daya luaran.Pada masa yang sama, disebabkan oleh peningkatan bilangan gentian kaca, matriks resin antara gentian kaca menjadi lebih nipis, yang lebih kondusif untuk pembinaan bingkai bertetulang gentian kaca.Oleh itu, Peningkatan kandungan gentian kaca menyebabkan lebih banyak tekanan dihantar dari resin ke gentian kaca dalam bahan komposit di bawah beban luaran, dengan berkesan meningkatkan sifat tegangannya.
Penyelidikan mengenai ujian tegangan bahan komposit poliester tak tepu gentian kaca telah menunjukkan bahawa mod kegagalan bahan komposit bertetulang gentian kaca adalah kegagalan gabungan gentian dan matriks resin melalui mikroskop elektron pengimbasan bahagian tegangan.Permukaan patah menunjukkan bahawa sejumlah besar gentian kaca ditarik keluar dari matriks resin pada bahagian tegangan, dan permukaan gentian kaca yang ditarik keluar dari matriks resin adalah licin dan bersih, dengan sangat sedikit serpihan resin yang melekat pada permukaan. gentian kaca, Prestasinya adalah patah rapuh.Dengan menambah baik antara muka sambungan antara gentian kaca dan resin, keupayaan pemasukan kedua-duanya dipertingkatkan.Pada bahagian tegangan, kebanyakan serpihan resin matriks dengan lebih banyak ikatan gentian kaca boleh dilihat.Pemerhatian pembesaran lanjut menunjukkan bahawa sejumlah besar ikatan resin matriks pada permukaan gentian kaca yang diekstrak dan membentangkan susunan seperti sikat.Permukaan patah menunjukkan patah mulur, yang boleh mencapai sifat mekanikal yang lebih baik.
(2) Prestasi dan analisis lenturan:
Ujian kelesuan lentur tiga titik telah dijalankan pada plat satu arah dan badan tuangan resin daripada bahan komposit resin epoksi bertetulang gentian kaca.Keputusan menunjukkan bahawa kekakuan lenturan kedua-duanya terus berkurangan dengan peningkatan masa keletihan.Walau bagaimanapun, kekukuhan lenturan bagi plat satu arah bertetulang gentian kaca adalah lebih tinggi daripada badan tuangan, dan kadar penurunan kekakuan lenturan adalah lebih perlahan.Terdapat lebih banyak masa keletihan retak yang muncul dari semasa ke semasa, menunjukkan bahawa gentian kaca mempunyai kesan yang dipertingkatkan pada prestasi lenturan matriks.
Dengan pengenalan gentian kaca dan peningkatan beransur-ansur dalam pecahan isipadu, kekuatan lenturan bahan komposit juga meningkat dengan sewajarnya.Apabila pecahan isipadu gentian ialah 50%, kekuatan lenturannya adalah yang tertinggi, iaitu 21.3% lebih tinggi daripada kekuatan asal.Walau bagaimanapun, apabila pecahan isipadu gentian ialah 80%, kekuatan lenturan bahan komposit menunjukkan penurunan yang ketara, iaitu lebih rendah daripada kekuatan sampel tanpa gentian.Secara amnya dipercayai bahawa, Kekuatan bahan yang rendah mungkin disebabkan oleh retakan mikro dalaman dan lompang yang menghalang pemindahan beban yang berkesan melalui matriks ke gentian, dan di bawah daya luaran, retakan mikro dengan cepat berkembang untuk membentuk sesar, akhirnya menyebabkan kerosakan. ikatan antara muka bahan komposit gentian kaca ini terutamanya bergantung pada aliran likat matriks gentian kaca pada suhu tinggi untuk membalut gentian, dan gentian kaca yang berlebihan sangat menghalang aliran likat matriks, menyebabkan tahap kerosakan tertentu pada kesinambungan antara antara muka.
(3) Prestasi rintangan penembusan:
Penggunaan bahan komposit bertetulang gentian kaca berkekuatan tinggi untuk muka dan belakang perisai tindak balas mempunyai rintangan penembusan yang lebih baik berbanding keluli aloi tradisional.Berbanding dengan keluli aloi, bahan komposit gentian kaca untuk muka dan belakang perisai tindak balas letupan mempunyai serpihan sisa yang lebih kecil selepas letupan, tanpa sebarang keupayaan membunuh, dan sebahagiannya boleh menghapuskan kesan pembunuhan sekunder perisai tindak balas letupan.
Masa siaran: Nov-07-2023
