Ống vuông FRP là tiết diện rỗng kéo đùn. So với ống tròn cùng chiều rộng ngoài, chúng chịu tải uốn lớn hơn (cũng chứa nhiều vật liệu hơn), dễ liên kết với tấm phẳng và xếp gọn gàng. Hướng dẫn này cung cấp các đặc tính tiết diện có thể dùng cho lần chọn kích thước đầu tiên, một ví dụ kiểm tra độ võng và các cách liên kết để tránh những vấn đề thường gặp.
Đặc tính tiết diện (tính toán)
Các giá trị dưới đây được tính từ hình học cho tiết diện rỗng vuông có góc nhọn và khối lượng riêng 1,9 g/cm³. Ống kéo đùn thực tế có góc bo tròn và khối lượng riêng phụ thuộc hàm lượng thủy tinh, vì vậy hãy xem đây là số liệu chọn kích thước ban đầu và dùng giá trị trong catalô của nhà cung cấp cho thiết kế cuối cùng. I = mô men quán tính, S = mô đun tiết diện đàn hồi.
| Kích thước (mm) | Thành mỏng (mm) | kg/m | I (cm⁴) | S (cm³) | Thành dày (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 |
Đính chính: một phiên bản trước của bài này liệt kê các mô men quán tính thấp hơn giá trị hình học thực vài lần. Nếu quý vị đã dùng các số đó để kiểm tra độ võng, hãy làm lại với bảng ở trên.
Tính chất vật liệu điển hình
| Tính chất (thanh định hình polyester kéo đùn, dọc theo sợi) | Khoảng điển hình | Phương pháp |
|---|---|---|
| Cường độ kéo | 250–400 MPa | ASTM D638 |
| Mô đun kéo | 17–25 GPa | ASTM D638 |
| Cường độ uốn | 200–350 MPa | ASTM D790 |
| Mô đun uốn | 10–17 GPa | ASTM D790 |
| Khối lượng riêng | 1,8–2,2 g/cm³ | ASTM D792 |
Đây là các khoảng điển hình, không phải bảo đảm. Hãy yêu cầu báo cáo thử nghiệm của đúng loại nhựa và hàm lượng thủy tinh mà quý vị sẽ mua.
Ví dụ kiểm tra độ võng
Ống 50×50×5 mm (I = 30,8 cm⁴), gối đơn giản trên nhịp 1,5 m, chịu 500 N ở giữa nhịp, với E = 17 GPa (giá trị thận trọng):
δ = P·L³ / (48·E·I) = 500 × 1500³ / (48 × 17000 × 307500) = 6,7 mm, so với giới hạn điển hình L/200 = 7,5 mm.
Đây là ước tính chỉ xét uốn. FRP còn võng do cắt, điều quan trọng ở nhịp ngắn, và bị từ biến dưới tải lâu dài, vì vậy hãy chừa thêm dự trữ cho tải thường xuyên và nhờ kỹ sư quen với FRP kiểm tra thiết kế. Thanh định hình kéo đùn thường được thiết kế với hệ số an toàn lớn và theo tiêu chuẩn như EN 13706 hoặc sổ tay thiết kế của nhà cung cấp.
Liên kết
- Bắt bu lông: dùng bu lông thép không gỉ 316 và vòng đệm rộng để phân bố tải ép mặt; khoan lỗ lớn hơn bu lông khoảng 1 mm và giữ khoảng cách mép rộng rãi.
- Dán: mài, làm sạch và quét lót bề mặt, rồi dùng keo epoxy hoặc polyurethane kết cấu; tuân theo thời gian đóng rắn của keo.
- Cắt và khoan: dùng lưỡi cưa gắn cacbua và khoan từng đoạn để tránh quá nhiệt và tách lớp; đeo khẩu trang chống bụi và găng tay, và bịt mép cắt.
- Chuyển động nhiệt: dự trù khoảng 10–15 × 10−6 mỗi °C giãn nở trên các đoạn dài.
Chọn nhựa
Polyester isophthalic phù hợp với khung công nghiệp thông thường và ngoài trời; vinyl ester dùng cho môi trường hóa chất, mặn hoặc ẩm ăn mòn. Xem hướng dẫn chọn nhựa.
FRP hay thép?
FRP nhẹ bằng khoảng một phần tư thép và không gỉ, không dẫn điện, không cần sơn lại, nhưng đắt hơn ban đầu và kém cứng hơn nhiều. FRP thắng ở nơi ăn mòn, ẩm ướt hoặc nhạy cảm về điện và nơi khối lượng hạn chế việc thao tác; thép thắng ở nơi độ cứng, khả năng chịu lửa hoặc chi phí chiếm ưu thế. Xem thêm về sự đánh đổi này trong dầm sợi thủy tinh và dầm thép.
Câu hỏi thường gặp
Ống vuông FRP có dùng ngoài trời được không?
Được, với nhựa ổn định UV và lớp màng bề mặt hoặc gelcoat. Hãy chỉ định vinyl ester nếu còn tiếp xúc hóa chất hoặc muối.
Nó phản ứng thế nào với lửa?
Polyester tiêu chuẩn cháy. Với công việc có phân loại cháy, hãy chỉ định hệ chống cháy hoặc phenolic và cấp tiêu chuẩn cần thiết (ví dụ ASTM E84).
Có sơn được không?
Được sau khi mài, làm sạch và quét lót bằng lớp lót tương thích; với hầu hết các ứng dụng, lớp bề mặt đã đủ bảo vệ chống UV.
Hãy xem ống vuông FRP, ống tròn và tất cả thanh định hình FRP của chúng tôi.
Gửi yêu cầu của quý khách cho chúng tôi
Guangdong Haikuo Composite Materials Co., Ltd. (Huizhou, Quảng Đông) tự thiết kế khuôn kéo đùn và sản xuất thanh định hình FRP theo yêu cầu. Hãy gửi bản vẽ, mẫu, hoặc chỉ cần mô tả ứng dụng và môi trường, chúng tôi sẽ cho quý khách biết điều gì khả thi.
Email: [email protected] | WhatsApp: +86 189 5198 8522
