環氧纏繞設計繼續呈三足鼎立
環氧樹脂纏繞材料是其復合材料應用領域的重要門類,該材料成型優劣很大程度上取決于工藝設計,因此業界對工藝環節十分重視。據環氧樹脂行業協會專家介紹,經過多年的實踐其工藝設計繼續呈現三足鼎立之勢,產品設計、強度設計、纏繞張力制度計算不可偏廢。
環氧樹脂纏繞材料由纖維及其織物、樹脂膠液組成。其中纖維及其織物應用多的是無堿玻纖無捻粗紗,如8-40/20及8-40/40無堿無捻粗紗,這種紗強度高、浸潤性好,與樹脂粘結性好、價格低,但纏繞時易起毛、斷頭,張力控制較難。若對強度要求高時可用有捻紗、布帶或無緯帶,對軍工用高質量制品則選用s玻纖、芳綸纖維和碳纖維。樹脂膠液初期采用不飽和聚酯較多,近些年來環氧樹脂的比例增大,我國常用的環氧樹脂品種是藍星新材料無錫樹脂廠研發的E-42,綜合性能好、應用多。
關于環氧樹脂纏繞制品纏繞成型的工藝設計,環氧樹脂行業協會專家以內壓容器為例分類介紹說,產品設計根據產品使用和設計要求技術質量指標,進行結構選型、纏繞線型和芯模設計。內壓容器通常采用有封頭的筒形容器,長徑比為2~5,這是由于纏繞線型的可調性,筒形容器很容易實現等強度且成型工藝簡單。纏繞類型可分為縱向纏繞、環向纏繞和螺旋纏繞3種,應根據制品的形狀結構、載荷特性、強度要求、使用環境及設備情況綜合考慮決定,筒形內壓容器多采用螺旋纏繞,縱向纏繞與環向纏繞的組合或低纏繞角螺旋纏繞與環向纏繞的組合。
強度設計通過計算確定容器在所規定的載荷下能長期正常工作的少纖維含量,為此必須使容器的兩個主應力方向(環向及縱向)達到等強度,等強度可通過合理的環向和縱向纖維含量配比來實現,如采用螺旋纏繞與環向纏繞組合的方式,則應算出環向和螺旋向纖維的纏繞層數。后是纏繞張力制度計算。纖維在受張力狀態下進行纏繞,后纏上去的纖維勢必對先纏上去的那層纖維產生徑向壓力,迫使已纏纖維層在徑向產生壓縮變形使內層纖維松弛,產生內松外緊現象。這會造成內外層纖維不能同時承載、外層纖維先斷、制品總體強度下降,因此需采用逐層遞減張力制度,通過計算求出每層的纏繞張力。
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環氧樹脂纏繞材料由纖維及其織物、樹脂膠液組成。其中纖維及其織物應用多的是無堿玻纖無捻粗紗,如8-40/20及8-40/40無堿無捻粗紗,這種紗強度高、浸潤性好,與樹脂粘結性好、價格低,但纏繞時易起毛、斷頭,張力控制較難。若對強度要求高時可用有捻紗、布帶或無緯帶,對軍工用高質量制品則選用s玻纖、芳綸纖維和碳纖維。樹脂膠液初期采用不飽和聚酯較多,近些年來環氧樹脂的比例增大,我國常用的環氧樹脂品種是藍星新材料無錫樹脂廠研發的E-42,綜合性能好、應用多。
關于環氧樹脂纏繞制品纏繞成型的工藝設計,環氧樹脂行業協會專家以內壓容器為例分類介紹說,產品設計根據產品使用和設計要求技術質量指標,進行結構選型、纏繞線型和芯模設計。內壓容器通常采用有封頭的筒形容器,長徑比為2~5,這是由于纏繞線型的可調性,筒形容器很容易實現等強度且成型工藝簡單。纏繞類型可分為縱向纏繞、環向纏繞和螺旋纏繞3種,應根據制品的形狀結構、載荷特性、強度要求、使用環境及設備情況綜合考慮決定,筒形內壓容器多采用螺旋纏繞,縱向纏繞與環向纏繞的組合或低纏繞角螺旋纏繞與環向纏繞的組合。
強度設計通過計算確定容器在所規定的載荷下能長期正常工作的少纖維含量,為此必須使容器的兩個主應力方向(環向及縱向)達到等強度,等強度可通過合理的環向和縱向纖維含量配比來實現,如采用螺旋纏繞與環向纏繞組合的方式,則應算出環向和螺旋向纖維的纏繞層數。后是纏繞張力制度計算。纖維在受張力狀態下進行纏繞,后纏上去的纖維勢必對先纏上去的那層纖維產生徑向壓力,迫使已纏纖維層在徑向產生壓縮變形使內層纖維松弛,產生內松外緊現象。這會造成內外層纖維不能同時承載、外層纖維先斷、制品總體強度下降,因此需采用逐層遞減張力制度,通過計算求出每層的纏繞張力。
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