连续纤维增强玻璃钢球阀研究

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1、2010年第1期阀门—1—文章编号:100225855(2010)0120001204连续纤维增强玻璃钢球阀研究冯伟,黄争鸣(同济大学航空航天与力学学院,上海200092)摘要介绍了由材料性能试验获取的连续玻璃纤维增强复合材料的力学性能,包括沿各个不同方向的拉伸、压缩、剪切、弯曲等性能参数,并依据这些性能参数,研究连续纤维增强玻璃钢球阀的设计要点,导出其详细设计公式。通过对材料组成及制备工艺进行改进,使得设计出的玻璃钢球阀较国内普通的玻璃钢球阀力学性能更为优秀。关键词玻璃钢球阀;连续玻璃纤维;力学性能中图分类号:TH134文献标识码:ARese

2、archoncontinuousglassfiberreinforcedplasticballvalveFENGWei,HUANGZheng2ming(SchoolofAerospaceEngineering&AppliedMechanics,TongjiUniversity,Shanghai200092,China)Abstract:Bytestingofthemechanicalpropertiesofthecontinuousglassfibrereinforcedplastic,allthemechanicalparametershav

3、ebeenobtained,includingthetensile,compression,shearingandbending.Accordingtotheseparameters,allthedetaileddesignformulasofthevalvehavebeengivenaswell.Byimprovingofthematerialandprocessoftheglassfibrereinforcedplasticballvalve,themechanicalpropertiesoftheballvalveimprovedgrea

4、tlyincomparisonwiththevalvedomesticallyused.Keywords:glassfibrereinforcedplasticballvalve;continuousglassfibre;mechanicalproperties1概述采用改性酚醛树脂,增强纤维一般都采用短切纤维。这样的玻璃钢球阀只能在PN016MPa的工况下使长期以来,在化工、石油、医药和食品等工业部用,大大限制了应用范围,使玻璃钢优良的耐腐蚀性门中,控制、输送介质管路上的耐腐蚀阀门一般都采能得不到充分发挥。为了满足各行业日益增长的阀用不锈钢、

5、搪瓷、硅铁、陶瓷和聚四氟乙烯等耐腐蚀材料,玻璃钢是近50多年〔1〕来发展迅速的一种复合门使用需求和各种严酷苛刻使用环境的需要,必须材料。玻璃钢是以玻璃纤维作增强材料、合成树脂对现有玻璃钢阀门的材料及制作工艺进行改进,使作粘结剂的增强塑料。随着我国玻璃钢事业的发其适用于更高压力范围。本文首先对连续玻璃纤维展,作为塑料基的增强材料,已由玻璃纤维扩大到碳增强玻璃钢的材料力学性能进行试验研究,在已知纤维、硼纤维、芳纶纤维、氧化铝纤维和碳化硅纤维玻璃钢材料性能参数的基础上导出玻璃钢球阀的设等。由于玻璃钢相对其他材料具有更加优良的耐化计要点。学介质腐蚀性,

6、玻璃钢制管道和阀门已得到广泛应3球阀材料选用用。一般的不锈钢阀门在高温盐酸和酸碱交替条件目前国内用于制造阀门的玻璃钢基体材料主要下是不能使用的,在价格上玻璃钢阀门只有相同尺以环氧和酚醛两类树脂〔2〕(包括其改性品种,如,聚寸不锈钢阀门的1/3左右。乙烯醇缩丁醛改性酚醛、二甲苯甲醛树脂改性酚醛、2分析环氧酚醛等)为主,聚酯玻璃钢阀和改性呋喃树脂目前国内玻璃钢球阀所用材料的基体树脂大多玻璃钢阀也有少量生产。作为增强材料的玻璃纤维作者简介:冯伟,男,山西大同人,硕士研究生,从事连续纤维增强玻璃钢阀门设计研究。©1994-2010ChinaAcadem

7、icJournalElectronicPublishingHouse.Allrightsreserved.http://www.cnki.net—2—阀门2010年第1期也形式各异,但限于模压成型工艺,主要采用短切纤算将记录的载荷-变形曲线转化为相应的应力-应〔3〕维增强形式。短玻纤增强的复合材料性能不高,变曲线,得到复合材料总体的拉伸弹性模量和拉伸各种玻璃钢阀的工作温度上限一般为120～140℃,强度。工作压力为018～110MPa。这个工作压力范围仅相表2实际试样尺寸平均值mm〔4〕当于低压区的工作压力范围。试样尺寸类型长宽厚本文介绍的球阀

8、用玻璃钢是采用连续玻璃纤维拉伸面外49113010131021770布作增强体,用乙烯基酯树脂(VinylEsterResins)面内20110142