Rispetto all'acciaio, i materiali compositi rinforzati con fibra di vetro hanno un materiale più leggero e una densità inferiore a un terzo di quella dell'acciaio.Tuttavia, in termini di resistenza, quando la sollecitazione raggiunge i 400 MPa, le barre di acciaio subiranno uno sforzo di snervamento, mentre la resistenza alla trazione dei materiali compositi in fibra di vetro può raggiungere 1000-2500 MPa.Rispetto ai tradizionali materiali metallici, i materiali compositi in fibra di vetro presentano una struttura eterogenea ed evidente anisotropia, con meccanismi di cedimento più complessi.La ricerca sperimentale e teorica sotto diversi tipi di carichi può fornire una comprensione completa delle loro proprietà meccaniche, soprattutto se applicate in campi come le apparecchiature di difesa nazionale e l'aerospaziale, che richiedono una ricerca approfondita sulle loro caratteristiche e proprietà meccaniche per soddisfare le loro esigenze nel settore. ambiente di utilizzo.
Di seguito vengono presentate le proprietà meccaniche e l'analisi post-danno dei materiali compositi in fibra di vetro, fornendo indicazioni per l'applicazione di questo materiale.
(1) Proprietà tensili e analisi:
La ricerca ha dimostrato che le proprietà meccaniche dei materiali compositi in resina epossidica rinforzata con fibra di vetro mostrano che la resistenza alla trazione nella direzione parallela del materiale è molto maggiore di quella nella direzione verticale della fibra.Pertanto, nell'uso pratico, la direzione della fibra di vetro dovrebbe essere mantenuta il più possibile coerente con la direzione di trazione, sfruttando appieno le sue eccellenti proprietà di trazione.Rispetto all'acciaio, la resistenza alla trazione è significativamente più elevata, ma la densità è molto inferiore a quella dell'acciaio.Si può vedere che le proprietà meccaniche complete dei materiali compositi in fibra di vetro sono relativamente elevate.
La ricerca ha dimostrato che aumentando la quantità di fibra di vetro aggiunta ai materiali compositi termoplastici aumenta gradualmente la resistenza alla trazione del materiale composito.Il motivo principale è che all’aumentare del contenuto di fibre di vetro, più fibre di vetro nel materiale composito sono soggette a forze esterne.Allo stesso tempo, a causa dell'aumento del numero di fibre di vetro, la matrice di resina tra le fibre di vetro diventa più sottile, il che è più favorevole alla costruzione di telai rinforzati con fibra di vetro.Pertanto, l'aumento del contenuto di fibra di vetro provoca la trasmissione di maggiori sollecitazioni dalla resina alla fibra di vetro nei materiali compositi sottoposti a carichi esterni, migliorandone efficacemente le proprietà di trazione.
La ricerca sulle prove di trazione dei materiali compositi in poliestere insaturo con fibra di vetro ha dimostrato che la modalità di cedimento dei materiali compositi rinforzati con fibra di vetro è la rottura combinata delle fibre e della matrice resinosa attraverso la microscopia elettronica a scansione della sezione di trazione.La superficie di frattura mostra che un gran numero di fibre di vetro vengono estratte dalla matrice di resina sulla sezione di trazione e la superficie delle fibre di vetro estratte dalla matrice di resina è liscia e pulita, con pochissimi frammenti di resina aderenti alla superficie delle fibre di vetro, la prestazione è una frattura fragile.Migliorando l'interfaccia di connessione tra le fibre di vetro e la resina, viene migliorata la capacità di incorporamento delle due.Nella sezione di trazione si può vedere la maggior parte dei frammenti di matrice resina con più legami di fibre di vetro.Ulteriori osservazioni ingrandite mostrano che un gran numero di matrici resinose si lega sulla superficie delle fibre di vetro estratte e presenta una disposizione a pettine.La superficie della frattura mostra una frattura duttile, che può ottenere migliori proprietà meccaniche.
(2) Prestazioni di flessione e analisi:
Sono state condotte prove di fatica a flessione su tre punti su piastre unidirezionali e corpi di resina colata di materiali compositi in resina epossidica rinforzati con fibra di vetro.I risultati hanno mostrato che la rigidezza alla flessione dei due continuava a diminuire con l’aumentare dei tempi di fatica.Tuttavia, la rigidità alla flessione delle piastre unidirezionali rinforzate con fibra di vetro era molto più elevata di quella dei corpi fusi e la velocità di diminuzione della rigidità alla flessione era più lenta.Nel corso del tempo si sono verificati più tempi di fatica e crepe, indicando che la fibra di vetro ha un effetto potenziato sulle prestazioni di flessione della matrice.
Con l'introduzione delle fibre di vetro e il graduale aumento della frazione volumetrica, aumenta di conseguenza anche la resistenza alla flessione dei materiali compositi.Quando la frazione volumetrica della fibra è del 50%, la sua resistenza alla flessione è massima, ovvero superiore del 21,3% rispetto alla resistenza originale.Tuttavia, quando la frazione volumetrica delle fibre è pari all’80%, la resistenza alla flessione dei materiali compositi mostra una diminuzione significativa, che è inferiore alla resistenza del campione senza fibre.Si ritiene generalmente che la bassa resistenza del materiale possa essere dovuta a microfessure e vuoti interni che bloccano l'effettivo trasferimento del carico attraverso la matrice alle fibre e, sotto forze esterne, le microfessure si espandono rapidamente per formare difetti, causando infine danni. il legame dell'interfaccia di questo materiale composito in fibra di vetro si basa principalmente sul flusso viscoso della matrice in fibra di vetro ad alte temperature per avvolgere le fibre, e le fibre di vetro eccessive ostacolano notevolmente il flusso viscoso della matrice, causando un certo grado di danno alla continuità tra le interfacce.
(3) Prestazioni di resistenza alla penetrazione:
L'uso di materiali compositi rinforzati con fibra di vetro ad alta resistenza per la parte anteriore e posteriore dell'armatura di reazione offre una migliore resistenza alla penetrazione rispetto all'acciaio legato tradizionale.Rispetto all'acciaio legato, i materiali compositi in fibra di vetro per la parte anteriore e posteriore dell'armatura a reazione esplosiva hanno frammenti residui più piccoli dopo la detonazione, senza alcuna capacità letale, e possono parzialmente eliminare l'effetto letale secondario dell'armatura a reazione esplosiva.
Orario di pubblicazione: 07-nov-2023
