Az acél rugalmassági modulusa kb. 200 GPa. Egy tipikus pultrudált üveg/poliészter profil hosszirányú modulusa a keresztmetszettől és a szálaránytól függően nagyjából 17–30 GPa. Azonos keresztmetszet esetén az üvegszál gerenda ezért azonos terhelés alatt nagyjából hétszer–tizenkétszer jobban lehajlik, mint az acél.
Mit jelent ez a gyakorlatban
- Először lehajlásra méretezzen. A szilárdság ellenőrzése előtt ellenőrizze a használhatósági határt (tipikus határ a fesztáv/200–fesztáv/250, a projekt előírása szerint).
- Számoljon a nyírási lehajlással. Az acéllal ellentétben az FRP nyírási modulusa alacsony, ezért rövid fesztávokon a lehajlás nyírási része jelentős.
- Számoljon a kúszással. Tartós terhelés alatt az FRP idővel tovább hajlik; az állandó terheléseknél alacsonyabb feszültségarány kell.
- Rideg tönkremenetel. Az FRP nem folyik, ezért nincs figyelmeztető képlékenység; a tervek nagyobb biztonsági tényezőket használnak, és pultrúziós tervezési szabványt követnek (például EN 13706 vagy a beszállító tervezési kézikönyve).
- Csatlakozások. Csavarozza és ragassza; ne hegessze. A palástnyomást és a peremtávolságokat ellenőrizze a beszállító adataival.
Azonos merevség: valójában mennyivel könnyebb az FRP?
Az FRP sűrűsége kb. az acél negyede, de az acélgerenda merevségének eléréséhez az FRP keresztmetszetnek nagyobbnak kell lennie. Példaként vegyünk egy acélgerendát (200 GPa, 7,85 g/cm³) és egy azonos alakú FRP gerendát (1,9 g/cm³), amelyet addig nagyítunk, amíg a lehajlás egyenlő nem lesz. Geometriailag hasonló keresztmetszeteknél a merevség a méret negyedik hatványával, a tömeg a négyzetével nő:
| FRP modulus | Szükséges merevség (E-arány) | Nagyítás minden irányban | Az FRP tömege |
|---|---|---|---|
| 20 GPa | 10,0× | 1,78× | az acélgerenda tömegének 77 %-a |
| 30 GPa | 6,7× | 1,61× | az acélgerenda tömegének 62 %-a |
Azonos merevségnél tehát a tömegmegtakarítás valós, de jóval kisebb, mint amit a sűrűségarány sugall (itt nagyjából 25–40 %). A valódi keresztmetszetek nem geometriailag hasonlók, ezért ezt csak az elvárások beállítására használja, és kérjen számított összehasonlítást az Ön fesztávjára és terhelésére.
Hol nyer még az FRP
| Tényező | Üvegszál gerenda | Acélgerenda |
|---|---|---|
| Sűrűség | kb. 1,8–2,0 g/cm³ | kb. 7,85 g/cm³ |
| Korrózió | Nem rozsdásodik; a gyantát a vegyi környezethez választják | Bevonatot vagy horganyzást, ismételt karbantartást igényel |
| Elektromos tulajdonság | Nem vezető | Vezető |
| Hővezetés | Nagyon alacsony | Magas |
| Kezelés | Sok keresztmetszet kézzel is beépíthető | Hamarabb emelőgépet igényel |
| Merevség (modulus) | kb. 17–30 GPa | kb. 200 GPa |
| Tűz | Minősített alkalmazásokhoz égésgátolt vagy fenol rendszer kell | Magas hőmérsékleten veszít szilárdságából, de nem ég |
| Kezdeti költség | Folyóméterenként általában magasabb | Általában alacsonyabb |
Az FRP-t válassza, ha …
- a szerkezet vegyszerek, sós permet, nedves vagy mosott körülmények között van, ahol az acél állandó karbantartást igényel;
- az elektromos vagy mágneses semlegesség biztonsági vagy berendezési követelmény;
- a beépítési tömeg vagy a hozzáférés a korlátozó tényező;
- a fesztáv és a terhelés mérsékelt, és egy mélyebb keresztmetszet elfogadható.
Az acélt válassza, ha …
- hosszú fesztávok, nagy terhelések vagy nagyon szoros lehajlási határok határozzák meg a tervet;
- különleges rendszerek nélkül magas tűzállósági besorolás szükséges;
- a környezet száraz és enyhe, és a legalacsonyabb kezdeti költség a legfontosabb.
Az életciklusköltség csak akkor kedvez az FRP-nek, ha a karbantartás, az állásidő vagy a csere a környezetben valóban drága; száraz, tiszta épületben az acél általában az élettartam alatt is olcsóbb. A döntés előtt kérjen ajánlatot mindkettőre.
Lásd üvegszál I-gerendáinkat és szerkezeti profiljainkat. Kapcsolódó méretezési példa üreges keresztmetszetekhez: FRP négyzetcső méretezési példa, valamint a gyantaválasztási útmutató.
Küldje el nekünk igényeit
A Guangdong Haikuo Composite Materials Co., Ltd. (Huizhou, Guangdong) saját pultrúziós szerszámait tervezi, és egyedi FRP profilokat gyárt. Küldjön rajzot, mintát, vagy egyszerűen írja le a felhasználást és a környezetet, mi pedig megmondjuk, mi gyártható le.
E-mail: [email protected] | WhatsApp: +86 189 5198 8522