En comparació amb l'acer, els materials compostos reforçats amb fibra de vidre tenen un material més lleuger i una densitat inferior a un terç de la de l'acer.Tanmateix, en termes de resistència, quan la tensió arriba als 400 MPa, les barres d'acer experimentaran una tensió de fluència, mentre que la resistència a la tracció dels materials compostos de fibra de vidre pot arribar als 1000-2500MPa.En comparació amb els materials metàl·lics tradicionals, els materials compostos de fibra de vidre tenen una estructura heterogènia i una anisotropia evident, amb mecanismes de fallada més complexos.La investigació experimental i teòrica sota diferents tipus de càrregues pot proporcionar una comprensió completa de les seves propietats mecàniques, especialment quan s'apliquen en camps com l'equip de defensa nacional i l'aeroespacial, que requereix una investigació en profunditat sobre les seves característiques i propietats mecàniques per satisfer les seves necessitats en el entorn d'ús.
A continuació s'introdueixen les propietats mecàniques i l'anàlisi posterior al dany dels materials compostos de fibra de vidre, proporcionant una guia per a l'aplicació d'aquest material.
(1) Propietats de tracció i anàlisi:
La investigació ha demostrat que les propietats mecàniques dels materials compostos de resina epoxi reforçada amb fibra de vidre mostren que la resistència a la tracció en la direcció paral·lela del material és molt més gran que la de la direcció vertical de la fibra.Per tant, en l'ús pràctic, la direcció de la fibra de vidre s'ha de mantenir el més coherent possible amb la direcció de tracció, utilitzant plenament les seves excel·lents propietats de tracció.En comparació amb l'acer, la resistència a la tracció és significativament més alta, però la densitat és molt inferior a la de l'acer.Es pot veure que, les propietats mecàniques completes dels materials compostos de fibra de vidre són relativament altes.
La investigació ha demostrat que augmentar la quantitat de fibra de vidre afegida als materials compostos termoplàstics augmenta gradualment la resistència a la tracció del material compost.El motiu principal és que a mesura que augmenta el contingut de fibra de vidre, més fibres de vidre del material compost estan sotmeses a forces externes.Al mateix temps, a causa de l'augment del nombre de fibres de vidre, la matriu de resina entre les fibres de vidre es fa més prima, la qual cosa és més propici per a la construcció de marcs reforçats amb fibra de vidre.Per tant, l'augment del contingut de fibra de vidre fa que es transmeti més estrès de la resina a la fibra de vidre en materials compostos sota càrregues externes, millorant eficaçment les seves propietats de tracció.
La investigació sobre proves de tracció de materials compostos de polièster insaturat de fibra de vidre ha demostrat que el mode de fallada dels materials compostos reforçats amb fibra de vidre és la fallada combinada de fibres i matriu de resina mitjançant microscòpia electrònica d'escaneig de la secció de tracció.La superfície de fractura mostra que un gran nombre de fibres de vidre s'extreuen de la matriu de resina a la secció de tracció, i la superfície de les fibres de vidre extretes de la matriu de resina és llisa i neta, amb molt pocs fragments de resina adherits a la superfície. de les fibres de vidre, el rendiment és fractura fràgil.En millorar la interfície de connexió entre les fibres de vidre i la resina, es millora la capacitat d'incorporació de les dues.A la secció de tracció, es poden veure la majoria dels fragments de resina matricial amb més unió de fibres de vidre.Una observació addicional d'ampliació mostra que un gran nombre de resina matricial s'uneix a la superfície de les fibres de vidre extretes i presenta una disposició semblant a una pinta.La superfície de fractura mostra fractura dúctil, que pot aconseguir millors propietats mecàniques.
(2) Rendiment de flexió i anàlisi:
Es van realitzar proves de fatiga de flexió en tres punts en plaques unidireccionals i cossos de fosa de resina de materials compostos de resina epoxi reforçats amb fibra de vidre.Els resultats van mostrar que la rigidesa a la flexió dels dos va continuar disminuint amb l'augment dels temps de fatiga.Tanmateix, la rigidesa a la flexió de les plaques unidireccionals reforçades amb fibra de vidre era molt superior a la dels cossos de fosa, i la taxa de disminució de la rigidesa a la flexió era més lenta.Hi va haver més temps de fatiga d'esquerdes que van aparèixer al llarg del temps, cosa que indica que la fibra de vidre té un efecte millor en el rendiment de flexió de la matriu.
Amb la introducció de fibres de vidre i l'augment gradual de la fracció de volum, la resistència a la flexió dels materials compostos també augmenta en conseqüència.Quan la fracció de volum de fibra és del 50%, la seva resistència a la flexió és la més alta, que és un 21,3% superior a la resistència original.Tanmateix, quan la fracció de volum de fibra és del 80%, la resistència a la flexió dels materials compostos mostra una disminució significativa, que és inferior a la resistència de la mostra sense fibra.En general, es creu que, la baixa resistència del material pot ser deguda a microesquerdes internes i buits que bloquegen la transferència efectiva de càrrega a través de la matriu a les fibres, i sota forces externes, les microesquerdes s'expandeixen ràpidament per formar falles i, finalment, causant danys. La unió de la interfície d'aquest material compost de fibra de vidre es basa principalment en el flux viscós de la matriu de fibra de vidre a altes temperatures per embolicar les fibres, i les fibres de vidre excessives dificulten molt el flux viscós de la matriu, causant un cert grau de dany a la continuïtat entre les interfícies.
(3) Rendiment de resistència a la penetració:
L'ús de materials compostos reforçats amb fibra de vidre d'alta resistència per a la cara i la part posterior de l'armadura de reacció té una millor resistència a la penetració en comparació amb l'acer aliat tradicional.En comparació amb l'acer d'aliatge, els materials compostos de fibra de vidre per a la cara i la part posterior de l'armadura de reacció explosiva tenen fragments residuals més petits després de la detonació, sense cap capacitat de matar, i poden eliminar parcialment l'efecte secundari de matança de l'armadura de reacció explosiva.
Hora de publicació: 07-nov-2023
