Je! Ni kwanini nguvu tensile ya uimarishaji wa fiberglass ni ya juu zaidi kuliko ile ya uimarishaji wa chuma, lakini modulus ya elastic iko chini? Utaratibu wake wa mitambo ni nini?

Nguvu tensile ya uimarishaji wa fiberglass ni kubwa zaidi kuliko ile ya uimarishaji wa chuma, lakini modulus yake ya elastic ni ya chini, ambayo ni kwa sababu ya tofauti muhimu katika muundo wake wa nyenzo, muundo wa kipaza sauti, na utaratibu wa mitambo. Chini ni uchambuzi wa kina kutoka kwa mtazamo wa kanuni za kisayansi:

1 、 Utaratibu wa msingi wa tofauti katika nguvu tensile

Uimarishaji wa Fiberglass: vifungo vyenye ushirikiano na utaratibu wa kuimarisha nyuzi

Msingi wa nyenzo: Uimarishaji wa nyuzi za glasi hufanywa kwa nyuzi za glasi kama awamu ya kuimarisha (uhasibu kwa 60% -70% kwa kiasi), na sehemu yake ya msingi ni muundo wa mtandao wa silika (SiO ₂), ambao huunda kimiani yenye nguvu ya juu kupitia vifungo vya ushirikiano.

Chanzo cha Nguvu:

Nishati ya kupunguka ya nyuzi za glasi: Nishati ya kupunguka ya nyuzi za glasi ni kubwa kama 7.0-9.5 kJ/m ², kuzidi nishati ya kupunguka ya vifungo vya chuma kwenye baa za chuma (karibu 2.5-4.0 kJ/m ²).

Uboreshaji wa mpangilio wa nyuzi: Nyuzi zimepangwa kwa njia ya mpangilio kando ya mwelekeo wa axial, na mzigo hupitishwa kwa ufanisi kwa nyuzi kupitia matrix ya resin, kufanikiwa kuzaa kwa mkazo kwa mwelekeo wa nyuzi.

Ulinganisho wa data: Nguvu tensile ya uimarishaji wa fiberglass inaweza kufikia 500-900 MPa, wakati ile ya uimarishaji wa chuma wa kawaida (HRB400) ni 400-600 MPa, na uimarishaji wa chuma-nguvu (HRB600) ni 600-750 MPA tu.

Uimarishaji: dhamana ya chuma na utaratibu wa kuimarisha

Msingi wa nyenzo: Baa za chuma zinafanywa kwa aloi ya kaboni ya chuma, ambayo huundwa ndani ya muundo wa lulu ya ferrite kupitia michakato ya kuchoma moto au michakato ya kuchora baridi. Asili isiyo ya mwelekeo wa vifungo vya chuma huwaweka kwa uwezo wa kuzaa wa pande tatu.

Chanzo cha Nguvu:

Upinzani wa mwendo wa kutengana: Suluhisho la atomi ya kaboni inaimarisha na muundo wa lulu la lamellar huzuia kuteleza, lakini nishati ya kupunguka ya vifungo vya chuma hupunguza nguvu yao ya juu ya nadharia.

Mchango wa deformation ya plastiki: elongation wakati wa mapumziko ya baa za chuma inaweza kufikia 15% -25%. Wakati wa hatua ya kuharibika kwa plastiki, nishati huchukuliwa kupitia uenezi wa kuhama, lakini nguvu zingine za kinadharia hutolewa dhabihu.

2 、 Utaratibu wa msingi wa tofauti katika modulus ya elastic

Uimarishaji wa Fiberglass: Matrix ya Resin na Athari ya Maingiliano

Matrix Modulus kiwango cha juu: Modulus ya elastic ya resin matrix (kama vile epoxy resin) ni 3-5 GPA tu, chini sana kuliko GPA 200 ya uimarishaji wa chuma.

Udhaifu wa Kuunganisha kwa Maingiliano: Uingiliano wa nguvu kati ya nyuzi za glasi na resin (kawaida <10 MPa) ni chini sana kuliko nguvu ya dhamana kati ya feri na lulu kwenye baa za chuma, na inakabiliwa na uboreshaji wa maingiliano au kupunguka kwa matrix chini ya mafadhaiko.

Tabia za Brittle: Curve ya dhiki ya uimarishaji wa fiberglass inaonyesha kupunguka kwa mstari, kukosa jukwaa la mavuno kwa baa za chuma, na kusababisha modulus ya elastic (40-60 GPA) ambayo ni 1/3-2/5 tu ya baa za chuma.

Uimarishaji: dhamana ya chuma na utaratibu wa kuingizwa kwa kioo

Kiini cha hali ya juu: Asili isiyo ya mwelekeo wa vifungo vya chuma huwezesha mfumo wa kuingizwa kwa fuwele kusambazwa kwa usawa katika nafasi ya pande tatu, na kusababisha upinzani mkubwa wa kutengana na kuweka baa za chuma zilizo na modulus ya juu (200 GPa).

Udhibiti wa deformation ya plastiki: Hatua ya deformation ya plastiki ya baa za chuma huondoa mkusanyiko wa mafadhaiko ya ndani kupitia upangaji wa usambazaji, kudumisha utulivu wa modulus ya elastic.

3 、 Umuhimu wa uhandisi wa tofauti za utendaji

Tabia ya glasi ya glasi iliyoimarishwa

Nguvu tensile 500-900 MPa (faida kubwa) 400-750 MPa

Elastic Modulus 40-60 GPA (1/3-2/5 baa za chuma) 200 GPa

Njia ya kushindwa brittle bracture (hakuna onyo) Kushindwa kwa shingo (onyo)

Vipimo vinavyotumika: Mahitaji ya juu ya upinzani wa kutu, uzani mwepesi, upinzani wa uchovu, deformation ya plastiki, na upinzani wa seismic

4 、 Hitimisho

Nguvu ya juu ya nguvu ya uimarishaji wa glasi ya glasi ni kwa sababu ya muundo wa dhamana ya ushirikiano na mpangilio wa nyuzi za nyuzi za glasi, wakati moduli ya chini ya elastic ni mdogo na modulus ya matrix ya resin, nguvu ya kutosha ya matrix ya nguvu, na brittleness ya nyenzo. Mchanganyiko huu wa sifa huipa faida za kipekee katika upinzani wa kutu, uzani mwepesi, na hali ya upinzani wa uchovu, lakini bado inategemea uimarishaji wa chuma katika miundo ambayo inahitaji ugumu wa hali ya juu au mabadiliko ya plastiki. Katika siku zijazo, kupitia nano iliyorekebishwa resin au teknolojia ya matibabu ya uso wa nyuzi, inatarajiwa kuongeza zaidi modulus ya elastic ya uimarishaji wa nyuzi za glasi na kupanua wigo wake wa matumizi.