Стоманата има модул на еластичност около 200 GPa. Типичният пултрузионен профил от стъкло/полиестер има надлъжен модул в диапазона приблизително 17–30 GPa, в зависимост от сечението и съдържанието на влакно. При същото напречно сечение стъклопластовата греда следователно се огъва приблизително от седем до дванадесет пъти повече от стоманата при същия товар.
Какво означава това на практика
- Оразмерявайте първо по провисване. Проверете експлоатационната граница (типична граница е отвор/200 до отвор/250, определена от нормите на проекта), преди да проверите якостта.
- Отчетете провисването от срязване. За разлика от стоманата, FRP има нисък модул на срязване, така че при къси отвори частта от срязване в провисването е значителна.
- Отчетете пълзенето. При продължително натоварване FRP продължава да се огъва с времето; постоянните товари изискват по-ниски коефициенти на натоварване.
- Чуплив отказ. FRP не се провлачва, така че няма предупредителна жилавост; проектите използват по-големи коефициенти на сигурност и следват стандарт за проектиране на пултрузионни профили (например EN 13706 или ръководството на доставчика).
- Връзки. Болтове и лепило; не заварявайте. Проверете смачкването и разстоянията до ръба с данните на доставчика.
Еднаква коравина: колко по-лек е FRP наистина?
Плътността на FRP е около една четвърт от тази на стоманата, но за да се изравни коравината на стоманена греда, FRP сечението трябва да е по-голямо. За илюстрация вземете стоманена греда (200 GPa, 7.85 g/cm³) и FRP греда със същата форма (1.9 g/cm³), увеличена, докато провисването се изравни. За геометрично подобни сечения коравината расте с четвъртата степен на размера, а теглото с квадрата му:
| Модул на FRP | Необходима коравина (отношение на E) | Увеличение във всеки размер | Получено тегло на FRP |
|---|---|---|---|
| 20 GPa | 10.0× | 1.78× | 77 % от теглото на стоманената греда |
| 30 GPa | 6.7× | 1.61× | 62 % от теглото на стоманената греда |
Така при еднаква коравина спестяването на тегло е реално, но много по-малко от това, което подсказва отношението на плътностите (тук приблизително 25–40 %). Реалните сечения не са геометрично подобни, затова използвайте това само за формиране на очаквания и поискайте изчислено сравнение за вашия отвор и товар.
Къде FRP все пак печели
| Фактор | Стъклопластова греда | Стоманена греда |
|---|---|---|
| Плътност | около 1.8–2.0 g/cm³ | около 7.85 g/cm³ |
| Корозия | Не ръждясва; смолата се избира според химическата среда | Изисква покритие или поцинковане, многократна поддръжка |
| Електрически свойства | Непроводима | Проводима |
| Топлопроводимост | Много ниска | Висока |
| Боравене | Достатъчно лека за ръчен монтаж на много сечения | По-рано изисква подемно оборудване |
| Коравина (модул) | около 17–30 GPa | около 200 GPa |
| Огън | Изисква огнезабавителна или фенолна система за нормирани приложения | Губи якост при висока температура, но не гори |
| Начална цена | Обикновено по-висока на метър | Обикновено по-ниска |
Изберете FRP, когато …
- конструкцията е в химикали, солена мъгла, влажни условия или зони за измиване, където стоманата изисква постоянна поддръжка;
- електрическата или магнитната неутралност е изискване за безопасност или за оборудването;
- теглото при монтаж или достъпът е ограничаващият фактор;
- отворът и товарът са умерени и по-високо сечение е приемливо.
Изберете стомана, когато …
- дълги отвори, тежки товари или много строги граници на провисване определят проекта;
- се изисква висока огнеустойчивост без специални системи;
- средата е суха и умерена и най-ниската начална цена е най-важна.
Разходите за жизнения цикъл са в полза на FRP само когато поддръжката, престоят или подмяната са наистина скъпи в тази среда; в суха, чиста сграда стоманата обикновено е по-евтина и за целия си живот. Поискайте оферта и за двете, преди да решите.
Вижте нашите стъклопластови I-греди и конструктивни профили. Свързан пример за оразмеряване на кухи сечения: пример за оразмеряване на FRP квадратна тръба и ръководството за избор на смола.
Изпратете ни вашите изисквания
Guangdong Haikuo Composite Materials Co., Ltd. (Huizhou, Guangdong) проектира индивидуални пултрузионни форми и произвежда FRP профили по поръчка. Изпратете чертеж, образец или просто опишете приложението и средата — ще ви кажем какво може да се произведе.
Имейл: [email protected] | WhatsApp: +86 189 5198 8522