玻璃钢的基本力学性能是设计玻璃钢产品所必须掌握的基本资料.doc

玻璃钢的基本力学性能 玻璃钢的基本力学性能是设计玻璃钢产品所必须掌握的基本资料，在玻璃钢材料中，玻璃纤维是承受荷载的主要成分，树脂的作用是传递应力和支撑、固定纤维，因此它的力学性能取决于纤维和树脂的力学性能，取决于它们的含量比、增强方式及这两种材料之间的界面状态。界面状态是一个比较复杂的影响因素，它对玻璃钢性能的影响程度，目前还无法作出定量评价。 玻璃纤维的基本力学性能 如果不加特别说明，我们一般都是讨论常温和静荷载条件下纤维和树脂的力学性能，如弹性模量、强度极限等。 大家知道，平板玻璃的强度是比较低的，拉伸强度约为69兆帕(700公斤／厘米2)，而玻璃纤维的实验室强度最高可达7250兆帕(74000公斤／厘米2)，这是由于玻璃纤维只有 很小横截面积，它存在块陷(如微裂纹)的可能性要比块体材料小得多，所以纤维在其长度方向的强度比块体材料高得多，表2-1列举了各种玻璃纤维与A3钢性能的比较，E玻璃 纤维是无碱纤维，耐热性与电绝线性好；S玻璃纤维是高强高弹纤维；C玻璃纤维是中碱纤维；A玻璃纤维是有碱纤维。 纤维的测试强度以拉断力计量，根据拉断力的大小计算拉伸强度，按照支数定义可以计算出纤维的横截面积来： 各种玻璃纤维与A3钢的性能比较（表2-1） 各种玻璃纤维与A3钢的性能比较（表2-1）  玻璃纤维的拉伸强度不仅和拉丝工艺有密切关系，而且和纤维直径与长度有关，直径越小，强度越高，当直径大于20微米时，纤维的强度就趋于稳定了。长的纤维比短的纤维强度要低，因为直径大的，或长度长的纤维表面存在的裂纹要多些；玻璃纤维的化学成分不同，拉伸强度也不同，纤维含碱量越高，强度越低，因为水和湿气的侵蚀析碱形成了表面缺陷。 玻璃纤维的弹性模量一般用测定单向玻璃钢的弹性模量来换算，也可以用单丝来测定，在工程上可以取玻璃纤维的弹性模量为6.9~7.4×104兆帕(7~7.5×105公斤力／厘米2）。 通过实验，可以绘出玻璃纤维的应力-应变曲线，如图2-1所示，由图可知，纤维直到断裂，应力和应变呈直线关系，而股纱的应力-应变曲线呈现一些曲折，这是因为股纱受力后，较弱的纤维或先受力的纤维先断裂，然后由未断裂的纤维承力直到断裂。