玻璃钢制品工2

第二讲玻璃钢的力学性能Ⅰ强度性能羊毛棉纱亚麻尼龙生丝玻纤钢拉伸强度（MPa）——34.53530~6044100-30050-200延伸体（%）24-286-12——15~4015~862.5~4——提问为什么FRP材料只在小型船舶中使用？玻璃纤维的排列方向（1）单向纤维增强的玻璃钢（1）单向纤维增强的玻璃钢

特点：在纤维方向上，有很高的弹性模量和强度。在纤维方向上的强度可高达1000MPa。但在垂直纤维方向上，其强度是很低的。制品中，其纤维体积含量可以高达60%。在平板龙骨、龙骨、舭弯处以及舷侧顶板和甲板以及骨架上部分使用。玻璃纤维的排列方向（2）双向纤维玻璃钢（2）双向纤维玻璃钢特点：这一类玻璃钢，纤维体积含量可达50%。在两个正交的纤维方向上，有较高的强度。用处：适用于矩形平板或薄壳结构上。所以我们在船艇制造中基本上用这种形式。玻璃纤维的排列方向（3）准各向同性玻璃钢（随机向纤维）（3）准各向同性玻璃钢（随机向纤维）特点：这一类玻钢制品，各向强度基本接近，纤维体积含量一般小于30%。适用于强度、刚度要求不高或载荷不很清楚，而只能要求各向同性的产品。在造艇上仅用于注射和喷射成型各种公园游玩的小船。总结玻璃钢/复合材料的力学性能具有明显的方向性，这是与金属材料不同的。金属材料不论在任何方向，强度和弹性模量几乎完全相同，这种不随方向变化的材料，我们称之为各向同性材料。玻璃钢、木材、竹材、钢筋混凝土等，它们的强度随方向不同而变化。我们称它们为各向异性材料。玻璃钢等人造复合材料，可以人为地改变纤维方向和数量以达到某种特定的强度要求。如我们采用经向纤维和纬向纤维量为1：1的布制造的玻璃钢，则其经向和纬向强度几乎是相等的，但在其它方向上就较低。如在45°方向上的强度，比经、纬向强度低1/2还要多。问题：为什么FRP材料只在小型船舶中使用？船舶来说，以波浪为主的环境载荷，产生的结构响应为弯曲和变形。当船长与波长相等时，船舶所受的载荷形成中垂和中拱现象最为危险。FRP材料的强度有余，刚性不足。玻璃钢船弯曲刚度仅是钢船、铝船的三分之一。往往会碰到强度有余、刚度不足的情况，所以目前只限于中小型船舶和特殊船使用Ⅱ塑性塑性是衡量船体结构材料好坏的重要标志之一。材料具有良好的塑性，才能在制造过程中承受冷、热加工，在航行过程中避免船舶因局部受力而破坏。玻璃钢材料的断裂伸长率很小，塑性较差。Ⅲ韧性缺口韧性是造船钢材的一个极其重要的性能。大量造船实践资料表明，当材料带有缺口时，如果在温度低于“脆性破坏临界温度”条件下．即使应力低于屈服点，也会发生脆性破坏。玻璃钢的工艺性能玻璃钢成型工艺性能好。可用手糊法和树脂传递模压法制造船舶及其构件，并且从原理上和设备上讲，其制造工艺比较简单，适合于大批量连续生产。玻璃钢结构的发展方向是实现结构的整体性。

物理性能材料名称密度拉伸强度（MPa）比强度高级合金钢8.01280160A3钢7.8540050LY12铝合金2.8420160铸铁7.424032环氧玻璃钢1.73500280聚酯玻璃钢1.8290160酚醛玻璃钢1.8290160电性能玻璃钢有优良的电绝缘性能，而且有良好的透微波性能，因此，玻璃钢占绝缘材料用量的1/3~1/2。在一个12.5万kw电机中要用几百千克的玻璃钢作绝缘材料，不受电磁的影响。热性能材料比热（KJ/（Kg.k）导热系数[w/(m.k)]线膨胀系数α（10-5/℃）聚酯浇铸体0.170.176-13铁0.4675.61.2铝0.922222.4木材1.380.09-0.190.08-0.16玻璃钢1.260.400.7-6耐老化性能力学性能玻璃钢种类原始强度（MPa）10年后强度保留强度（MPa）强度下降率（%）拉伸强度环氧290.77244.2216聚酯293.21228.7322弯曲强度环氧330.06260.6821聚酯292.04224.9123压缩强度环氧216.58160.2326聚酯199.43139.6530弯曲模量环氧36聚酯36长期耐温性能和耐燃性能一般玻璃钢不能在高温下长