关于树脂基复合材料在野战工事中的应用.doc

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1、关于树脂基复合材料在野战工事中的应用　　论文摘要：复合材料(Compositematerials)，是由两种或两种以上不同性质的材料，通过物理或化学的方法，在宏观上组成具有新性能的材料。由于各种材料在性能上互相取长补短，产生协同效应，使复合材料的综合性能优于原组成材料而满足各种不同的要求，其中以树脂基复合材料应用最广。　　论文关键词：野战工事；符合材料　　　野战工事是战役、战斗的准备和实施过程中，利用、改造地形，使用就便器材或预制构件，快速构筑的临时工事。对常规武器和核武器、生物武器和化学武器的杀伤破坏作用具有较高的抵抗能力和较好

2、的防护效果。50年代以前，我军的野战工事主要是以木材、钢材和钢筋混凝土就便材料工事，作战时临时构筑。60年代以后，先后研制了装配式混凝土预制构件工事、型钢工事、波纹钢工事、钢丝网水泥工事、骨架柔性被覆工事等制式器材。这一时期的工事，重量大、构件体积大、构筑速度慢、土建作业量大、撤收难，阵地转移慢，机动性能不高，难以适应机动作战的需要。从80年代开始，随着复合材料的发展，制作野战工事的材料由传统的钢材、木材和钢筋混凝土材料转向新型复合材料，我军先后研制了玻璃钢工事、玻璃纤维增强水泥工事、玻璃钢或铝合金作面板和泡沫作芯材的复合材料工事

3、。这一时期的工事，虽然重量较轻，构件体积较小，但是工事的跨度较小、抗力低，难以满足部队平战结合的需要。直到90年代,采用“新材料、新工艺、新思想”设计的玻璃钢夹层野战工事系列，才第一次使野战工事轻型化、机动化、标准化,形成单一材料、多种结构型式、多种抗力和多种使用性能的系列化。　　国外是从60年代初期开始使用复合材料野战工事的。美国、法国、意大利、日本、德国、瑞典等国都有用玻璃钢制成的掩蔽部、防弹板、弹药库等,对于玻璃钢工事的试验研究,外军早在二次世界大战时就开始了相关研究,并已有各种玻璃钢工事装备部队,如美军的轻型玻璃钢装配式掩

4、盖工事(长6-18米,宽3米,高约3米);英国研制的玻璃钢掩蔽部可容纳6人,复土±115米,抗冲击波超压0186kg/cm2。此外还有日本研制的薄壳形玻璃钢工事顶盖、瑞典的玻璃钢夹层球形掩蔽部等等,均起到了较好的防护效果。　　一、玻璃钢复合材料用于野战工事的优点　　玻璃钢（FRP）亦称作GRP，即纤维强化塑料，是一种树脂基复合材料。一般指用玻璃纤维增强不饱和聚脂、环氧树脂与酚醛树脂基体。　　玻璃钢是目前世界上产量最大、用途最广的复合材料，玻璃钢工业是如今最热门的工业之一，它以其优良的性能在各个领域得到广泛的应用，如:储罐、管道、建

5、筑、交通运输、运动与游乐器材、船艇等方面都得到广泛应用。在野战筑城中，用玻璃钢做的各种工事在战争中起到了重要作用，在未来高技术战争中将发挥越来越大的作用。　　FRP(玻璃纤维增强塑料,简称玻璃钢)是以合成树脂为基体、玻璃纤维(织物)为增强材料的复合材料。具有许多优良的特性:3　　（一）轻质高强，比重114-2.0,约为钢的1/5,铝的1/2,其比强度和比模量超过钢和铝合金；（二）冲击韧性好，适宜于承受动荷载及爆炸冲击荷载；（三）抗老化及阻燃性好(玻璃钢中加入阻燃剂或采用阻燃树脂再加入阻燃剂，可满足防火要求)；（四）其夹层结构隔热保

6、温性能好，导热系数和热应力小(分别为钢管的0.14%和1/11)；（五）电绝缘性能好，可安全地应用于输电、电信密集区；（六）设计和可施工性好，安装快捷方便、安全，几乎不动火。　　因此，FRP极适宜于制作野战工程中的快速装配式预制构件，在防护工程野战工事的应用上越来越受到重视。　　目前所用的玻璃纤维，其应力应变曲线如图所示，从图中可以看出，单纤维受力不一致，股纱破坏呈现一个逐步断裂的过程。最常用的玻璃纤维布有平纹、斜纹和缎纹等，其中斜纹中的2/2斜纹布铺覆性较好，较适用于制作玻璃钢工事构件。合成树脂在玻璃钢中的作用，是将分散的玻璃纤

7、维或其织物粘结成一个整体，同时已固化的树脂又是玻璃钢的一组分，其性能将直接影响玻璃钢的力学、耐温、耐腐蚀和介电等性能，此树脂的选择也非常重要。用于玻璃钢的常用树脂大部分为热固性树脂，主要有不饱和聚酯、环氧、酚醛以及改性的聚酯和环氧。玻璃钢工事结构设计时，既要满足构件标准化的要求，又要满足荷载要求，同时尽量使生存空间有舒适感。其结构形式基本上有两类：筒壳和球壳。对于单一玻璃钢材料，壁厚度通常取6-10mm，对于夹层材料，一般取蒙皮厚2-4mm，夹芯厚40-60mm。　　二、树脂基复合材料成型方法　　（一）手糊成型技术　　手糊成型又称

8、手工裱糊成型或接触成型，是热固性树脂基复合材料制品成型较早的方法之一。所谓手糊工艺，是指用树脂将增强材料粘结在一起的一种成型方法，约有50％的玻璃钢复合材料制品是用这种方法成型的，特别是对于用量少、品种多及大型制品，更宜采用此法。但这种方法操作人员