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FRP复合材料的力学性能(纤维增强聚合物的独特机械性能)

FRP复合材料的力学性能(纤维增强聚合物的独特机械性能)

纤维增强聚合物 (FRP) 复合材料用于各种应用。它们的机械性能为它们成型的产品提供了独特的优势。FRP复合材料具有优异的力学性能,包括:

  • 抗冲击性
  • 力量
  • 刚性
  • 灵活性
  • 承载能力

在用 FRP 材料设计产品时,工程师使用复杂的复合材料软件来计算给定复合材料的已知特性。用于测量 FRP 复合材料机械性能的典型测试包括:

  • 剪切刚度
  • 拉伸
  • 弹性模量
  • 影响

FRP复合材料的组成部分

FRP 复合材料的两个主要成分是树脂和增强材料。没有任何增强的固化热固性树脂在性质和外观上类似于玻璃,但通常非常脆。通过添加碳纤维、玻璃或芳纶等增强纤维,性能得到极大改善。

此外,使用增强纤维,复合材料可以具有各向异性特性。这意味着,复合材料可以设计为在不同方向上具有不同的特性,具体取决于纤维增强的方向。

铝、钢和其他金属具有各向同性的特性,即在各个方向上的强度相等。具有各向异性特性的复合材料可以在应力方向上具有额外的增强作用,这可以在更轻的重量下创建更有效的结构。

例如,在同一平行方向上具有所有玻璃纤维增​​强材料的拉挤棒的抗拉强度可能高达 150,000 PSI。而具有相同面积的随机短切纤维的棒的拉伸强度只有 15,000 PSI 左右。

FRP 复合材料和金属之间的另一个区别是对冲击的反应。当金属受到冲击时,它们会屈服或凹陷。而玻璃钢复合材料没有屈服点,不会凹陷。

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