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玻璃鋼復(fù)合材料的可設(shè)計(jì)性

  大家知道,當(dāng)一種材料不能滿足使用要求時,我們可以用多種材料組合成一種新材料來滿足。例如銅絲是很好的導(dǎo)電材料,但要求它徑向具有絕緣性時,便在銅絲外包裹了聚氯乙烯等絕緣層組成電線。這些多種材料復(fù)合時,不僅要保持原來材料的本來性能,而且要求它們之間要很好結(jié)合,同時不允許相互侵蝕,它們之間基本是是物理結(jié)合。所以,復(fù)合材料不僅是材料,更重要的應(yīng)該看作是結(jié)構(gòu),各組分材料要由設(shè)計(jì)者很據(jù)使用要求選擇。沒有一種“萬能”的復(fù)合材料,應(yīng)根據(jù)需要由品類繁多的組分材料組成更多種類的復(fù)合材料族。每種復(fù)合材料都是可以設(shè)計(jì)的,即復(fù)合材料的性能具有可設(shè)計(jì)性。
  復(fù)合材料性能的可設(shè)計(jì)性是指組成復(fù)合材料的二大組分材料(基體和增強(qiáng)材料)可以按照設(shè)計(jì)要求進(jìn)行選擇,基體和增強(qiáng)材料的性能必須符合設(shè)計(jì)要求。合理選擇增強(qiáng)材料和基體及它們的含量和各種鋪層形式,便可組成具有不同性能的復(fù)合材料。例如,我們可以根據(jù)耐腐蝕和電、熱性能來選擇不同的原材料(主要是樹脂和增強(qiáng)材料)以外,我們還可以根據(jù)制品的受力狀態(tài)來靈活地設(shè)計(jì)玻璃纖維的鋪陳方式和含量,以及確定合理的結(jié)構(gòu)形式。或者說,人們可根據(jù)制品的性能要求,按規(guī)定或預(yù)計(jì)的技術(shù)指標(biāo)進(jìn)行人為的設(shè)計(jì):
        
                               原材料選擇
                  要求→指標(biāo)→設(shè)計(jì)    結(jié)構(gòu)布局
                                工藝方法及成型制度選擇
                     使用條件的規(guī)定或限制

玻璃鋼/復(fù)合材料的可設(shè)計(jì)性是其他材料(象金屬、木材、陶瓷等)不具備的基本特點(diǎn)。所以,這種新型材料將成為工程上有前途、容易達(dá)到佳設(shè)計(jì)的理想材料。例如,對于一個承受純軸向拉力的桿件,采用纖維順軸向鋪設(shè),選用單向纖維或單向布就較為合理;若選用玻璃布,則其軸向承載能力就差的很多。

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