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玻璃钢制品设计原则

发布:hnhyfhclayqf 浏览:1414次

玻璃钢制品设计原则 

一、材料选择 

为满足制品的性能要求,需要选择合理的原材料;包括树脂、玻璃纤维或其他纤维以及填料、颜料和其他添加材料。在选用这些材料时应考虑以下因素: 

1、制品的机械性能:如比强度的高低、相对密度大小;对强度、刚性、冲击性的要求;以谁为主?疲劳寿命?是否承重等。据此可选择树脂和纤维并考虑纤维用量及分布方案。 

2、制品的热性能:如使用温度、热变形温度、膨胀系数等。据此可选择耐温性不同的树脂。 

3、阻燃性能:是否要求阻燃自熄?阻燃等级。据此选用不同等级的阻燃树脂。 

4、耐化学性:接触何种液体或气体?是水溶液还是溶剂?是单一组分还是混合组分?使用温度条件,接触介质的酸碱度及浓度等。据此可选用不同的耐化学性树脂。 

5、生物学要求:制品是否接触食物?是否有细菌、微生物繁殖?是否有白蚁危害?据此选用特定的树脂和后固化工艺。 

6、电性能:包括击穿电压、电弧、电阻;表面电阻与体积电阻;介电常数,介电损耗等。 

7、室外耐候性:是否长期暴露于紫外线照射下?制品是否要经受热带、寒带或海洋、高山等气候条件? 

8、清晰度与颜色:制品是否要求透明、半透明或不透明?透光度、颜色怎样要求?是否要抗黄变?制品表面有何要求? 

9、制品的使用标准有哪些?对制品原材料有何规定? 

二、工艺方法的选择: 

1、制品的尺寸大小,是属于小件制品还是中型或大型制品?

 2、允许一次设备投资多少?生产经营成本条件怎样? 

3、生产批量数。大批量生产如一次性生产在1万件以上和中等批量生产或小批量生产;其生产工艺不同,模具类型不同,生产设备不同。 

4、对表面光洁度要求,是单面还是双面光滑?

 5、制品厚度大小及变化情况。

 6、制品构型复杂程度。是否有反折边、咬边等?据此考虑模具形式。 

7、表面构型为平面、曲面或双重曲面?对光滑度、平整度的要求? 如要求高时需要低收缩、低轮廓树脂和热固化成型。 

8、制品对棱角、直角、边缘等的要求。允许最小圆角半径。如要求高时要用模压工艺。 

9、制品是否要求使用胶衣?是否要求特定的铺层工艺或夹层结构? 

10、是否要求纤维准确排列以获得特定的强度要求? 

11、是否要求热固化或后固化工艺〉 

三、设计中应注意的问题: 

1、玻璃纤维的排布:玻璃纤维在复合材料中的方向决定了制品强度的方向性。设计师必须考虑部件可能承受多方向的应力以及材料应有的构型和截面。 

2、确定合理的安全系数:安全系数为极限强度与许用应力的比值。因纤维增强塑料缺乏标准的强度值,而且实测分散性较大;故在确定安全系数时要仔细分析,并考虑以下因素: 

①对负荷分析计算得准确时可采用较低的安全系数。 ②对应力的分析计算准确时可适当降低安全系数。 

③纤维增强塑料的质地与尺寸均匀可选用较低的安全系数。 

④如为长时间负载、冲击负载、反复换向负载等就要降低许用应力,提高安全系数。 

⑤如可能造成人身伤亡或贵重仪器设备损坏时要适当提高安全系数。 

一般设计用玻璃钢极限强度可取实测平均值的70%左右。在取许用应力时应考虑构件的安全荷载并采用适当的安全系数。 

                          б极 

许用应力  т许 = ———

   k  

т许——许用应力    б极——极限强度    k——安全系数      一般情况k=2,长期静荷载k=4,重复冲击荷载k=610 

3、部件的厚度、转角、边缘、镶嵌、加筋等处理:设计中要处理好这些细节,否则将为生产操作造成困难。 

①部件的厚度会影响制品的机械强度、材料成本、生产效率;也会因放热温度变化而影响产品质量。在生产厚壁部件时,必须小心不因反应放热积聚而使制件变色、变形或产生收缩波纹。 

②边缘、法兰要有足够的刚度,尺寸大时法兰边缘要另加强以保证刚度。部件各处转角最小半径如下: 

手糊与喷射成型:6mm。压力与真空袋压成型:12mm,预混与对模成型:3mmSNCBMC0.5mm 

③镶嵌件装配时需要有金属镶嵌件预埋在部件中。 

④加强筋:在平板型部件上作加强筋时,应在平板固化后再作,以免因加强筋收缩而造成背面沉陷变形。 

4、充分考虑模具的复杂程度以及铺层、脱模等操作和部件组装的难易程度。尽量做到:模具易于加工,铺层及脱模操作简便,部件有足够的锥度、尽量不设或减少咬边,结构简化,易于装配。 

 

 

 

 

 

 


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