玻璃钢制品工2课件.ppt

1、FRP船艇建造材料与制造工艺船艇建造材料与制造工艺第二讲玻璃钢的力学性能FRP船艇建造材料与制造工艺船艇建造材料与制造工艺性能性能羊毛羊毛棉纱棉纱亚麻亚麻尼龙尼龙生丝生丝玻纤玻纤钢钢拉伸强度拉伸强度（MPa）34.535306044100-30050-200延伸体延伸体（%）24-286-12154015862.54强度强度FRP船艇建造材料与制造工艺船艇建造材料与制造工艺提问w为什么FRP材料只在小型船舶中使用？FRP船艇建造材料与制造工艺船艇建造材料与制造工艺玻璃纤维的排列方向 w（1）单向纤维增强的玻璃钢FRP船艇建造材料与制造工艺船艇建造材料与制造工艺（1）单向纤维增强的玻璃钢w 特点

2、：在纤维方向纤维方向上，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%。w 在平板龙骨平板龙骨、龙骨龙骨、舭弯处舭弯处以及舷侧顶板舷侧顶板和甲板甲板以及骨架上骨架上部分使用。FRP船艇建造材料与制造工艺船艇建造材料与制造工艺玻璃纤维的排列方向 w（2）双向纤维玻璃钢 FRP船艇建造材料与制造工艺船艇建造材料与制造工艺（2）双向纤维玻璃钢w 特点：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。w 用处：用处：适用于适用于矩形平板矩形平板或或薄壳结构薄壳结构上。

3、所上。所以我们在船艇制造中基本上用这种形式。以我们在船艇制造中基本上用这种形式。FRP船艇建造材料与制造工艺船艇建造材料与制造工艺w（3）准各向同性玻璃钢（随机向纤维）玻璃纤维的排列方向 FRP船艇建造材料与制造工艺船艇建造材料与制造工艺（3）准各向同性玻璃钢（随机向纤维）w 特点：特点：这一类玻钢制品，各向强度基本接向强度基本接近近，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。w 在造艇上仅用于注射和喷射成型各种公园公园游玩的小船游玩的小船。FRP船艇建造材料与制造工艺船艇建造材料与制造工艺总结总结w 玻璃钢/复合材料的力学性能具有明显的方向

4、性，这是与金属材料不同的。w 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各向同性材料。w 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各向异性材料。FRP船艇建造材料与制造工艺船艇建造材料与制造工艺w 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。FRP船艇建造材料与制造工艺船艇建造材料与制造工艺问题：为什么

5、FRP材料只在小型船舶中使用？w 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。w 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，w 所以目前只限于中小型船舶和特殊船使用 FRP船艇建造材料与制造工艺船艇建造材料与制造工艺塑性塑性w 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。w玻璃钢材料的断裂伸长率很小，塑性玻璃钢材料的断裂伸长率很小，塑性较差。较差。FRP船艇建

6、造材料与制造工艺船艇建造材料与制造工艺韧性韧性w 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。FRP船艇建造材料与制造工艺船艇建造材料与制造工艺w玻璃钢的工艺性能FRP船艇建造材料与制造工艺船艇建造材料与制造工艺w 玻璃钢成型工艺性能好。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。w 玻璃钢结构的发展方向是实现结构的整体玻璃钢结构的发展方向是实现结构的整体性。性。FRP船艇建造材料与制造工艺船

7、艇建造材料与制造工艺物理性能物理性能材料名称材料名称密度密度拉伸强度（拉伸强度（MPa）比强度比强度高级合金钢高级合金钢8.01280160A3钢钢7.8540050LY12铝合金铝合金2.8420160铸铁铸铁7.424032环氧玻璃钢环氧玻璃钢1.73500280聚酯玻璃钢聚酯玻璃钢1.8290160酚醛玻璃钢酚醛玻璃钢1.8290160FRP船艇建造材料与制造工艺船艇建造材料与制造工艺电性能 w 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1/31/2。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。FRP船艇建造材料与制造工艺

8、船艇建造材料与制造工艺热性能 材料材料比热比热（KJ/（Kg.k）导热系数导热系数w/(m.k)线膨胀系数线膨胀系数（10-5/）聚酯浇铸体聚酯浇铸体0.170.176-13铁铁0.4675.61.2铝铝0.922222.4木材木材1.380.09-0.190.08-0.16玻璃钢玻璃钢1.260.400.7-6FRP船艇建造材料与制造工艺船艇建造材料与制造工艺耐老化性能 41073.141011.141059.141002.1力学性能力学性能玻璃钢玻璃钢种类种类原始强度原始强度（MPa）10年后强度年后强度保留强度保留强度（MPa）强度下降强度下降率（率（%）拉伸强度拉伸强度环氧环氧290.

9、77244.2216聚酯聚酯293.21228.7322弯曲强度弯曲强度环氧环氧330.06260.6821聚酯聚酯292.04224.9123压缩强度压缩强度环氧环氧216.58160.2326聚酯聚酯199.43139.6530弯曲模量弯曲模量环氧环氧36聚酯聚酯3641073.141059.141011.141002.1FRP船艇建造材料与制造工艺船艇建造材料与制造工艺长期耐温性能和耐燃性能 w 一般玻璃钢不能在高温下长期使用。聚酯玻璃钢在4050以上，环氧玻璃钢在60以上，强度开始下降。即使近几年来出现的如脂环族环氧玻璃钢，聚酰亚胺玻璃钢等其长期工作温度也只能在200300以内，比金属材料低的多。