ग्लास फायबर संमिश्र सामग्रीचे कार्यप्रदर्शन आणि विश्लेषण

स्टीलच्या तुलनेत, ग्लास फायबर प्रबलित संमिश्र सामग्रीमध्ये हलकी सामग्री असते आणि स्टीलच्या एक तृतीयांशपेक्षा कमी घनता असते.तथापि, ताकदीच्या बाबतीत, जेव्हा ताण 400MPa पर्यंत पोहोचतो, तेव्हा स्टीलच्या पट्ट्यांना उत्पन्नाचा ताण जाणवेल, तर ग्लास फायबर संमिश्र सामग्रीची तन्य शक्ती 1000-2500MPa पर्यंत पोहोचू शकते.पारंपारिक धातू सामग्रीच्या तुलनेत, काचेच्या फायबर संमिश्र सामग्रीमध्ये एक विषम रचना आणि स्पष्ट ॲनिसोट्रॉपी असते, ज्यामध्ये अधिक जटिल अपयश यंत्रणा असते.विविध प्रकारच्या भारांतर्गत प्रायोगिक आणि सैद्धांतिक संशोधन त्यांच्या यांत्रिक गुणधर्मांची सर्वसमावेशक समज प्रदान करू शकते, विशेषत: राष्ट्रीय संरक्षण उपकरणे आणि एरोस्पेस यांसारख्या क्षेत्रात लागू केल्यावर, ज्यांना त्यांच्या गरजा पूर्ण करण्यासाठी त्यांची वैशिष्ट्ये आणि यांत्रिक गुणधर्मांवर सखोल संशोधन आवश्यक आहे. वापर वातावरण.

काचेच्या फायबर संमिश्र सामग्रीचे यांत्रिक गुणधर्म आणि नुकसानानंतरचे विश्लेषण, या सामग्रीच्या वापरासाठी मार्गदर्शन प्रदान करत आहे.

(१) तन्य गुणधर्म आणि विश्लेषण:

संशोधनात असे दिसून आले आहे की ग्लास फायबर प्रबलित इपॉक्सी राळ मिश्रित सामग्रीचे यांत्रिक गुणधर्म दर्शविते की सामग्रीच्या समांतर दिशेने तन्य शक्ती फायबरच्या उभ्या दिशेने जास्त असते.म्हणून, व्यावहारिक वापरात, काचेच्या फायबरची दिशा त्याच्या उत्कृष्ट तन्य गुणधर्मांचा पूर्णपणे वापर करून, तन्य दिशेशी शक्य तितकी सुसंगत ठेवली पाहिजे.स्टीलच्या तुलनेत, तन्य शक्ती लक्षणीय जास्त आहे, परंतु घनता स्टीलच्या तुलनेत खूपच कमी आहे.हे पाहिले जाऊ शकते की, ग्लास फायबर संमिश्र सामग्रीचे सर्वसमावेशक यांत्रिक गुणधर्म तुलनेने जास्त आहेत.

संशोधनात असे दिसून आले आहे की थर्मोप्लास्टिक संमिश्र सामग्रीमध्ये ग्लास फायबरचे प्रमाण वाढवल्याने संमिश्र सामग्रीची तन्य शक्ती हळूहळू वाढते.मुख्य कारण म्हणजे काचेच्या फायबरचे प्रमाण जसजसे वाढते तसतसे संमिश्र पदार्थातील अधिक काचेचे तंतू बाह्य शक्तींच्या अधीन होतात.त्याच वेळी, काचेच्या तंतूंच्या संख्येत वाढ झाल्यामुळे, काचेच्या तंतूंमधील रेजिन मॅट्रिक्स पातळ होते, जे काचेच्या फायबर प्रबलित फ्रेमच्या बांधकामासाठी अधिक अनुकूल आहे.म्हणून, काचेच्या फायबर सामग्रीमध्ये वाढ झाल्यामुळे बाह्य भारांखालील मिश्रित पदार्थांमध्ये राळमधून ग्लास फायबरमध्ये अधिक ताण प्रसारित केला जातो, ज्यामुळे त्यांचे तन्य गुणधर्म प्रभावीपणे सुधारतात.

ग्लास फायबर अनसॅच्युरेटेड पॉलिस्टर कंपोझिट मटेरियलच्या तन्य चाचण्यांवरील संशोधनात असे दिसून आले आहे की काचेच्या फायबर प्रबलित संमिश्र सामग्रीचे अपयश मोड म्हणजे तंतू आणि रेझिन मॅट्रिक्सचे तन्य विभागाच्या स्कॅनिंग इलेक्ट्रॉन मायक्रोस्कोपीद्वारे संयोजन अपयश आहे.फ्रॅक्चर पृष्ठभाग दर्शविते की टेन्साइल सेक्शनवरील रेझिन मॅट्रिक्समधून मोठ्या प्रमाणात काचेचे तंतू बाहेर काढले जातात आणि रेझिन मॅट्रिक्समधून बाहेर काढलेल्या काचेच्या तंतूंचा पृष्ठभाग गुळगुळीत आणि स्वच्छ आहे, पृष्ठभागावर फारच कमी राळचे तुकडे चिकटलेले आहेत. काचेच्या तंतूंचा, कामगिरी ठिसूळ फ्रॅक्चर आहे.ग्लास फायबर आणि राळ यांच्यातील कनेक्शन इंटरफेस सुधारून, दोघांची एम्बेडिंग क्षमता वाढविली जाते.तन्य विभागावर, काचेच्या तंतूंचे अधिक बंधन असलेले मॅट्रिक्स रेझिनचे तुकडे पाहिले जाऊ शकतात.पुढील मोठेपणाचे निरीक्षण असे दर्शविते की काढलेल्या काचेच्या तंतूंच्या पृष्ठभागावर मोठ्या प्रमाणात मॅट्रिक्स राळ बंध असतात आणि कंघीसारखी मांडणी करतात.फ्रॅक्चर पृष्ठभाग डक्टाइल फ्रॅक्चर दर्शविते, जे चांगले यांत्रिक गुणधर्म प्राप्त करू शकतात.

(2) वाकणे कामगिरी आणि विश्लेषण:

ग्लास फायबर प्रबलित इपॉक्सी राळ संमिश्र सामग्रीच्या युनिडायरेक्शनल प्लेट्स आणि रेझिन कास्टिंग बॉडीवर तीन पॉइंट बेंडिंग थकवा चाचण्या घेण्यात आल्या.परिणामांवरून असे दिसून आले की थकवा येण्याच्या वेळा वाढल्याने दोघांचा झुकणारा कडकपणा कमी होत गेला.तथापि, कास्टिंग बॉडींपेक्षा ग्लास फायबर प्रबलित युनिडायरेक्शनल प्लेट्सचा वाकणारा कडकपणा खूप जास्त होता आणि वाकणारा कडकपणा कमी होण्याचा दर कमी होता.काचेच्या फायबरचा मॅट्रिक्सच्या वाकण्याच्या कार्यक्षमतेवर वर्धित प्रभाव असल्याचे दर्शवितात कालांतराने क्रॅक दिसण्याची अधिक थकवा वेळ होती.

काचेच्या तंतूंचा परिचय आणि व्हॉल्यूम फ्रॅक्शनमध्ये हळूहळू वाढ झाल्यामुळे, मिश्रित पदार्थांची झुकण्याची ताकद देखील त्यानुसार वाढते.जेव्हा फायबर व्हॉल्यूम अपूर्णांक 50% असतो, तेव्हा त्याची झुकण्याची ताकद सर्वात जास्त असते, जी मूळ ताकदापेक्षा 21.3% जास्त असते.तथापि, जेव्हा फायबर व्हॉल्यूम अपूर्णांक 80% असतो, तेव्हा संमिश्र सामग्रीची झुकण्याची ताकद लक्षणीय घट दर्शवते, जी फायबरशिवाय नमुन्याच्या ताकदापेक्षा कमी असते.सामान्यतः असे मानले जाते की, सामग्रीची कमी ताकद हे अंतर्गत मायक्रोक्रॅक्स आणि व्हॉईड्समुळे असू शकते जे मॅट्रिक्सद्वारे तंतूंकडे भाराचे प्रभावी हस्तांतरण अवरोधित करते आणि बाह्य शक्तींच्या अंतर्गत, मायक्रोक्रॅक्स वेगाने विस्तारित होऊन दोष तयार करतात, शेवटी नुकसान होते. या ग्लास फायबर कंपोझिट मटेरियलचे इंटरफेस बाँडिंग प्रामुख्याने फायबर गुंडाळण्यासाठी उच्च तापमानात ग्लास फायबर मॅट्रिक्सच्या चिकट प्रवाहावर अवलंबून असते आणि जास्त काचेचे तंतू मॅट्रिक्सच्या चिकट प्रवाहात मोठ्या प्रमाणात अडथळा आणतात, ज्यामुळे दरम्यानच्या निरंतरतेला काही प्रमाणात नुकसान होते. इंटरफेस

(३) प्रवेश प्रतिकार कामगिरी:

उच्च-शक्तीच्या ग्लास फायबर प्रबलित संमिश्र सामग्रीचा वापर प्रतिक्रिया चिलखताच्या चेहऱ्यासाठी आणि मागील बाजूस पारंपारिक मिश्र धातुच्या स्टीलच्या तुलनेत चांगला प्रवेश प्रतिरोधक आहे.मिश्र धातुच्या स्टीलच्या तुलनेत, स्फोटक प्रतिक्रिया चिलखताचा चेहरा आणि मागील बाजूसाठी ग्लास फायबर संमिश्र सामग्रीमध्ये स्फोटानंतर लहान अवशिष्ट तुकडे असतात, कोणत्याही मारण्याच्या क्षमतेशिवाय, आणि स्फोटक प्रतिक्रिया चिलखताचा दुय्यम हत्या प्रभाव अंशतः काढून टाकू शकतात.