FRP štvorcové rúry sú pultrudované duté prierezy. V porovnaní s okrúhlou rúrou rovnakej vonkajšej šírky prenášajú väčšie ohybové zaťaženie (obsahujú aj viac materiálu), ľahko sa pripájajú na ploché dosky a úhľadne sa skladajú. Tento sprievodca uvádza prierezové vlastnosti použiteľné na prvé dimenzovanie, príklad kontroly priehybu a postupy spájania, ktoré predchádzajú bežným problémom.
Prierezové vlastnosti (vypočítané)
Hodnoty nižšie sú vypočítané z geometrie pre štvorcový dutý prierez s ostrými rohmi a hustotou 1,9 g/cm³. Skutočné pultrudované rúry majú zaoblené rohy a hustota závisí od obsahu skla, preto ich berte ako čísla na prvé dimenzovanie a pre konečný návrh použite katalógové hodnoty dodávateľa. I = moment zotrvačnosti prierezu, S = elastický prierezový modul.
| Veľkosť (mm) | Tenká stena (mm) | kg/m | I (cm⁴) | S (cm³) | Hrubá stena (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 |
Oprava: predchádzajúca verzia tohto článku uvádzala momenty zotrvačnosti niekoľkonásobne nižšie než skutočné geometrické hodnoty. Ak ste tieto čísla použili na kontrolu priehybu, zopakujte ju s tabuľkou vyššie.
Typické vlastnosti materiálu
| Vlastnosť (polyesterový pultrudovaný profil, pozdĺž vlákien) | Typický rozsah | Metóda |
|---|---|---|
| Pevnosť v ťahu | 250–400 MPa | ASTM D638 |
| Modul v ťahu | 17–25 GPa | ASTM D638 |
| Pevnosť v ohybe | 200–350 MPa | ASTM D790 |
| Modul v ohybe | 10–17 GPa | ASTM D790 |
| Hustota | 1,8–2,2 g/cm³ | ASTM D792 |
Ide o typické rozsahy, nie záruky. Požiadajte o správu zo skúšok presnej živice a obsahu skla, ktoré budete kupovať.
Príklad kontroly priehybu
Rúra 50×50×5 mm (I = 30,8 cm⁴), voľne uložená na rozpätí 1,5 m, nesúca 500 N v strede rozpätia, s E = 17 GPa (konzervatívna hodnota):
δ = P·L³ / (48·E·I) = 500 × 1500³ / (48 × 17000 × 307500) = 6,7 mm, oproti typickému limitu L/200 = 7,5 mm.
Ide o odhad len pre ohyb. FRP sa prehýba aj šmykom, na čom záleží pri krátkych rozpätiach, a tečie pod trvalým zaťažením, preto ponechajte dodatočnú rezervu pre stále zaťaženia a nechajte návrh overiť inžinierom, ktorý FRP pozná. Pultrudované profily sa zvyčajne navrhujú s veľkorysými bezpečnostnými súčiniteľmi a podľa normy, ako je EN 13706, alebo návrhovej príručky dodávateľa.
Spoje
- Skrutkované: použite skrutky z nerezovej ocele 316 a široké podložky na rozloženie zaťaženia v styku; vyvŕtajte otvory asi o 1 mm väčšie než skrutka a ponechajte veľkorysé vzdialenosti od okraja.
- Lepené: povrch obrúste, očistite a naneste základný náter, potom použite konštrukčné epoxidové alebo polyuretánové lepidlo; dodržte čas vytvrdnutia lepidla.
- Rezanie a vŕtanie: používajte karbidové kotúče a vŕtanie po krokoch, aby ste predišli prehriatiu a delaminácii; noste respirátor a rukavice a rezné hrany utesnite.
- Tepelný pohyb: na dlhých úsekoch počítajte so zhruba 10–15 × 10−6 na °C rozťažnosti.
Voľba živice
Izoftalový polyester sa hodí pre bežné priemyselné a vonkajšie rámy; vinylester je pre chemické, slané alebo vlhké korozívne prostredie. Pozri sprievodcu výberom živice.
FRP alebo oceľ?
FRP váži asi štvrtinu ocele a nehrdzavie, nevedie elektrinu ani nepotrebuje opätovné natieranie, ale stojí vopred viac a je oveľa menej tuhý. Vyhráva v korozívnych, vlhkých alebo na elektrinu citlivých miestach a tam, kde hmotnosť obmedzuje manipuláciu; oceľ vyhráva tam, kde dominuje tuhosť, požiarna odolnosť alebo cena. Viac o kompromise v článku sklolaminátové vs. oceľové nosníky.
Často kladené otázky
Dá sa FRP štvorcová rúra používať vonku?
Áno, s UV stabilizovanou živicou a povrchovým závojom alebo gelcoatom. Ak je prítomné aj chemické alebo slané pôsobenie, špecifikujte vinylester.
Ako sa správa pri požiari?
Štandardný polyester horí. Pre klasifikované použitie špecifikujte systémy spomaľujúce horenie alebo fenolové a požadovanú triedu normy (napríklad ASTM E84).
Dá sa natierať?
Áno po obrúsení, vyčistení a nanesení kompatibilného základného náteru; pre väčšinu použití už povrchová vrstva poskytuje UV ochranu.
Prezrite si naše FRP štvorcové rúry, okrúhle rúry a všetky FRP profily.
Pošlite nám svoje požiadavky
Guangdong Haikuo Composite Materials Co., Ltd. (Huizhou, Guangdong) navrhuje vlastné pultrúzne formy a vyrába zákazkové FRP profily. Pošlite výkres, vzorku, alebo jednoducho opíšte použitie a prostredie a my vám povieme, čo sa dá vyrobiť.
E-mail: [email protected] | WhatsApp: +86 189 5198 8522
