유리섬유 복합재료의 성능 및 분석

유리섬유 강화 복합재료는 강철에 비해 재질이 가볍고 밀도가 강철의 1/3 미만입니다.그러나 강도 측면에서 응력이 400MPa에 도달하면 강철 막대는 항복 응력을 경험하는 반면 유리 섬유 복합 재료의 인장 강도는 1000-2500MPa에 도달할 수 있습니다.전통적인 금속 재료와 비교하여 유리 섬유 복합 재료는 이질적인 구조와 명백한 이방성을 가지며 더 복잡한 고장 메커니즘을 갖습니다.다양한 유형의 하중에 대한 실험적 및 이론적 연구는 특히 국방 장비 및 항공 우주와 같은 분야에 적용될 때 기계적 특성에 대한 포괄적인 이해를 제공할 수 있습니다. 사용 환경.

다음은 유리섬유 복합재료의 기계적 특성과 사후 손상 분석을 소개하고 이 재료의 적용에 대한 지침을 제공합니다.

(1) 인장 특성 및 분석:

연구에 따르면 유리 섬유 강화 에폭시 수지 복합 재료의 기계적 특성은 재료의 평행 방향의 인장 강도가 섬유의 수직 방향의 인장 강도보다 훨씬 더 크다는 것을 보여줍니다.따라서 실제 사용에서는 유리섬유의 우수한 인장특성을 충분히 활용하여 유리섬유의 방향이 인장방향과 최대한 일관되게 유지되어야 한다.강철에 비해 인장 강도는 훨씬 높지만 밀도는 강철보다 훨씬 낮습니다.유리섬유 복합재료의 종합적인 기계적 성질이 상대적으로 높다는 것을 알 수 있습니다.

연구에 따르면 열가소성 복합재료에 첨가되는 유리섬유의 양을 늘리면 복합재료의 인장강도가 점차 증가하는 것으로 나타났습니다.주된 이유는 유리섬유 함량이 증가할수록 복합재료 내 유리섬유가 외력을 받는 경우가 많아지기 때문이다.동시에, 유리 섬유 수의 증가로 인해 유리 섬유 사이의 수지 매트릭스가 얇아지고 이는 유리 섬유 강화 프레임의 구성에 더 도움이 됩니다.따라서 유리섬유 함량이 증가하면 복합재료의 외부 하중에 따라 수지에서 유리섬유로 더 많은 응력이 전달되어 인장특성이 효과적으로 향상됩니다.

유리섬유 불포화 폴리에스테르 복합재료의 인장 시험에 대한 연구에 따르면 유리섬유 강화 복합재료의 파손 형태는 인장 단면의 주사전자현미경을 통해 섬유와 수지 매트릭스의 결합 파손인 것으로 나타났습니다.파단면은 인장구간에서 수지 매트릭스로부터 다수의 유리섬유가 인출된 것을 보여주며, 수지 매트릭스로부터 인출된 유리섬유의 표면은 매끄럽고 깨끗하며 표면에 부착된 수지 조각이 거의 없음을 알 수 있다 유리 섬유의 성능은 취성 파괴입니다.유리섬유와 수지의 연결계면을 개선하여 둘의 매립능력을 향상시켰습니다.인장부에서는 유리섬유의 결합이 더 많은 매트릭스 수지 조각이 대부분 보인다.추가 확대 관찰을 통해 다수의 매트릭스 수지가 추출된 유리 섬유의 표면에 결합되어 빗 모양의 배열을 나타냄을 알 수 있습니다.파괴 표면은 연성 파괴를 보여 더 나은 기계적 특성을 얻을 수 있습니다.

(2) 굽힘 성능 및 분석:

유리섬유 강화 에폭시 수지 복합재료의 일방향 판재와 수지주조체에 대해 3점 굽힘 피로시험을 실시하였다.결과는 피로 시간이 증가함에 따라 두 가지의 굽힘 강성이 계속 감소하는 것으로 나타났습니다.그러나 유리섬유 강화 일방향 판의 굽힘 강성은 주조체의 굽힘 강성보다 훨씬 높았으며, 굽힘 강성의 감소 속도는 더 느렸다.시간이 지남에 따라 균열이 나타나는 피로 시간이 더 많아졌으며, 이는 유리 섬유가 매트릭스의 굽힘 성능에 향상된 효과가 있음을 나타냅니다.

유리 섬유의 도입과 부피 분율의 점진적인 증가에 따라 복합 재료의 굽힘 강도도 그에 따라 증가합니다.섬유의 부피분율이 50%일 때 굴곡강도가 가장 높아 원래강도보다 21.3% 더 높습니다.그러나 섬유부피율이 80%일 때 복합재료의 굽힘강도는 섬유가 없는 시편에 비해 현저히 감소하는 경향을 보인다.일반적으로 재료의 강도가 낮은 것은 내부 미세균열과 공극이 매트릭스를 통해 섬유로의 효과적인 하중 전달을 차단하기 때문일 수 있으며, 외부 힘에 의해 미세균열이 급속히 팽창하여 결함을 형성하고 궁극적으로 손상을 초래한다고 믿어집니다. 이 유리 섬유 복합 재료의 계면 결합은 주로 고온에서 유리 섬유 매트릭스의 점성 흐름에 의존하여 섬유를 감싸고 과도한 유리 섬유는 매트릭스의 점성 흐름을 크게 방해하여 사이의 연속성에 어느 정도 손상을 입힙니다. 인터페이스.

(3) 침투 저항 성능:

반응 장갑의 앞면과 뒷면에 고강도 유리 섬유 강화 복합 재료를 사용하면 기존 합금강에 비해 관통 저항이 더 좋습니다.합금강과 비교하여 폭발 반응 장갑의 앞면과 뒷면에 사용되는 유리 섬유 복합 재료는 폭발 후 잔류 파편이 적고 살상 능력이 없으며 폭발 반응 장갑의 2차 살상 효과를 부분적으로 제거할 수 있습니다.