FRP-neliöputket ovat pultrudoituja onttoja poikkileikkauksia. Samanlevyiseen pyöreään putkeen verrattuna ne kantavat suuremman taivutuskuorman (niissä on myös enemmän materiaalia), liittyvät helposti tasaisiin levyihin ja pinoutuvat siististi. Tämä opas antaa poikkileikkausominaisuudet ensimmäiseen mitoitukseen, lasketun taipumatarkistuksen ja liitoskäytännöt, jotka välttävät tavalliset ongelmat.
Poikkileikkausominaisuudet (laskettu)
Alla olevat arvot on laskettu geometriasta onttoa neliöpoikkileikkausta varten terävillä kulmilla ja tiheydellä 1,9 g/cm³. Todellisissa pultrudoiduissa putkissa on kulmasäteet ja tiheys riippuu lasipitoisuudesta, joten käsittele näitä ensimmäisen mitoituksen lukuina ja käytä lopulliseen suunnitteluun toimittajan luettelon arvoja. I = poikkileikkauksen jäyhyysmomentti, S = kimmoinen taivutusvastus.
| Koko (mm) | Ohut seinämä (mm) | kg/m | I (cm⁴) | S (cm³) | Paksu seinämä (mm) | kg/m | I (cm⁴) | S (cm³) |
|---|---|---|---|---|---|---|---|---|
| 25 × 25 | 3 | 0,50 | 2,2 | 1,7 | 5 | 0,76 | 2,8 | 2,3 |
| 30 × 30 | 3 | 0,62 | 4,0 | 2,7 | 5 | 0,95 | 5,4 | 3,6 |
| 38 × 38 | 3,5 | 0,92 | 9,7 | 5,1 | 6 | 1,46 | 13,6 | 7,1 |
| 40 × 40 | 3,5 | 0,97 | 11,5 | 5,7 | 6 | 1,55 | 16,2 | 8,1 |
| 50 × 50 | 4 | 1,40 | 26,2 | 10,5 | 8 | 2,55 | 40,9 | 16,4 |
| 60 × 60 | 5 | 2,09 | 55,9 | 18,6 | 8 | 3,16 | 76,8 | 25,6 |
| 75 × 75 | 5 | 2,66 | 114,9 | 30,6 | 10 | 4,94 | 187,4 | 50,0 |
| 80 × 80 | 5 | 2,85 | 141,2 | 35,3 | 10 | 5,32 | 233,3 | 58,3 |
| 100 × 100 | 6 | 4,29 | 333,6 | 66,7 | 12 | 8,03 | 555,3 | 111,1 |
| 120 × 120 | 8 | 6,81 | 753,1 | 125,5 | 12 | 9,85 | 1020,2 | 170,0 |
| 150 × 150 | 10 | 10,64 | 1838,7 | 245,2 | 15 | 15,39 | 2490,8 | 332,1 |
Korjaus: tämän artikkelin aiempi versio ilmoitti jäyhyysmomentit useita kertoja alhaisemmiksi kuin todelliset geometriset arvot. Jos käytit niitä taipumatarkistukseen, tee se uudelleen yllä olevan taulukon avulla.
Tyypilliset materiaaliominaisuudet
| Ominaisuus (polyesteripultrudoitu profiili, kuitujen suunnassa) | Tyypillinen vaihteluväli | Menetelmä |
|---|---|---|
| Vetolujuus | 250–400 MPa | ASTM D638 |
| Vetomoduuli | 17–25 GPa | ASTM D638 |
| Taivutuslujuus | 200–350 MPa | ASTM D790 |
| Taivutusmoduuli | 10–17 GPa | ASTM D790 |
| Tiheys | 1,8–2,2 g/cm³ | ASTM D792 |
Nämä ovat tyypillisiä vaihteluvälejä, eivät takuita. Pyydä ostamasi tarkan hartsin ja lasipitoisuuden testiraportti.
Lasketun taipuman tarkistus
50×50×5 mm putki (I = 30,8 cm⁴), vapaasti tuettu 1,5 m jänteellä, kantaa 500 N keskellä jännettä, E = 17 GPa (varovainen arvo):
δ = P·L³ / (48·E·I) = 500 × 1500³ / (48 × 17000 × 307500) = 6,7 mm, tyypillistä rajaa L/200 = 7,5 mm vastaan.
Tämä on pelkän taivutuksen arvio. FRP taipuu myös leikkauksessa, millä on merkitystä lyhyillä jänteillä, ja se viruu pysyvässä kuormituksessa, joten jätä lisävaraa pysyville kuormille ja anna FRP:hen perehtyneen insinöörin varmistaa suunnitelma. Pultrudoidut profiilit mitoitetaan normaalisti runsailla varmuuskertoimilla ja standardin, kuten EN 13706, tai toimittajan suunnitteluoppaan mukaan.
Liitokset
- Pulttiliitokset: käytä 316-ruostumattomia pultteja ja leveitä aluslevyjä puristuskuorman jakamiseksi; poraa reiät noin 1 mm pultin kokoa suuremmiksi ja pidä reunaetäisyydet runsaina.
- Liimaliitokset: hio, puhdista ja pohjusta pinta, käytä sitten rakenneepoksi- tai polyuretaaniliimaa; noudata liiman kovettumisaikaa.
- Leikkaus ja poraus: käytä kovametallikärkisiä teriä ja askelporausta ylikuumenemisen ja delaminoitumisen välttämiseksi; käytä pölynaamaria ja käsineitä ja tiivistä leikatut reunat.
- Lämpöliike: varaudu noin 10–15 × 10−6 per °C laajenemiseen pitkillä osuuksilla.
Hartsin valinta
Isoftaalipolyesteri sopii yleisiin teollisuus- ja ulkorunkoihin; vinyyliesteri on kemialliseen, suolaiseen tai märkään syövyttävään käyttöön. Katso hartsin valintaopas.
FRP vai teräs?
FRP painaa noin neljänneksen teräksestä eikä ruostu, johda sähköä tai tarvitse uudelleenmaalausta, mutta se maksaa alussa enemmän ja on paljon vähemmän jäykkä. Se voittaa korroosio-, märissä tai sähköherkissä paikoissa ja siellä, missä paino rajoittaa käsittelyä; teräs voittaa siellä, missä jäykkyys, paloluokka tai hinta ratkaisee. Lisää kompromissista artikkelissa lasikuitupalkit vs teräspalkit.
Usein kysytyt kysymykset
Voiko FRP-neliöputkea käyttää ulkona?
Kyllä, UV-vakaistetulla hartsilla ja pintahunnulla tai geelipinnoitteella. Määrittele vinyyliesteri, jos on myös kemiallinen tai suolainen altistus.
Miten se käyttäytyy palossa?
Tavallinen polyesteri palaa. Paloluokiteltuun työhön määrittele paloa hidastavat tai fenolijärjestelmät ja tarvitsemasi standardiluokka (esimerkiksi ASTM E84).
Voiko sen maalata?
Kyllä hionnan, puhdistuksen ja yhteensopivalla pohjamaalilla pohjustuksen jälkeen; useimpiin käyttöihin pintakerros antaa jo UV-suojan.
Tutustu FRP-neliöputkiimme, pyöreisiin putkiin ja kaikkiin FRP-profiileihin.
Lähetä meille tarpeesi
Guangdong Haikuo Composite Materials Co., Ltd. (Huizhou, Guangdong) suunnittelee pultruusiomuottinsa itse ja valmistaa räätälöityjä FRP-profiileja. Lähetä piirustus, näyte tai pelkkä käyttökohde ja ympäristö, niin kerromme, mikä on toteutettavissa.
Sähköposti: [email protected] | WhatsApp: +86 189 5198 8522
