Vlastnosti FRP kompozitov
Jedinečné mechanické vlastnosti polymérov vystužených vláknami
A. & F. Michler/Fotoknižnica/Getty Images
Polymérové kompozity vystužené vláknami (FRP) sa používajú v širokej škále aplikácií. Ich mechanické vlastnosti poskytujú jedinečné výhody produktu, do ktorého sú tvarované. Kompozitné materiály FRP majú vynikajúce mechanické vlastnosti vrátane:
- Odolnosť voči nárazom
- Pevnosť
- Tuhosť
- Flexibilita
- Schopnosť prenášať bremená
Pri navrhovaní produktov z FRP materiálov používajú inžinieri sofistikovaný softvér pre kompozitné materiály, ktorý vypočítava známe vlastnosti daného kompozitu. Typické testy používané na meranie mechanických vlastností FRP kompozitov zahŕňajú:
- Šmyková tuhosť
- Ťahový
- Flexibilný modul
- Vplyv
Komponenty FRP kompozitných materiálov
Dve hlavné zložky FRP kompozitného materiálu sú živica a výstuž. Vytvrdená termosetová živica bez akéhokoľvek vystuženia je svojou povahou a vzhľadom podobná sklu, ale často veľmi krehká. Pridaním spevňujúceho vlákna ako napr uhlíkové vlákno , sklo alebo aramid, vlastnosti sa výrazne zlepšili.
Navyše, s výstužným vláknom môže mať kompozit anizotropné vlastnosti. To znamená, že kompozit môže byť navrhnutý tak, aby mal rôzne vlastnosti v rôznych smeroch v závislosti od orientácie vláknitej výstuže.
Hliník, oceľ a iné kovy majú izotropné vlastnosti, teda rovnakú pevnosť vo všetkých smeroch. Kompozitný materiál s anizotropnými vlastnosťami môže mať dodatočnú výstuž v smere namáhania, čo môže vytvárať efektívnejšie štruktúry pri nižších hmotnostiach.
Napríklad pultrudovaná tyč so všetkými sklolaminát výstuž v rovnakom rovnobežnom smere by mohla mať pevnosť v ťahu vyššiu ako 150 000 PSI. Zatiaľ čo tyč s rovnakou plochou náhodne nasekaných vlákien by mala pevnosť v ťahu iba okolo 15 000 PSI.
Ďalším rozdielom medzi FRP kompozitmi a kovmi je reakcia na náraz. Keď sú kovy vystavené nárazu, môžu sa podlomiť alebo pretrhnúť. Zatiaľ čo FRP kompozity nemajú medzu klzu a nebudú sa pretláčať.