玻璃钢典型产品设计常识

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1、维普资讯http://www.cqvip.com纤维复合材料Ng3第3期24FIBERCOMPOSITESse，19971997年9月工艺·设计玻璃钢典型产品设计常识(上)周祝林’-—_——一(上海玻璃钢研究所)；7、lD6简、记关键词容器管子叶片船舶雷达罩驹，于收。ABSTRACTThegeneralknowledgeofdesignofcontainer·pipe，blade，ship，coolingtower，一、前言在进行玻璃钢产品设计时。要能获得产品满意的使用特性和经济效果，必须要考虑使用玻璃钢的必要性和经济性。在产品设计之前首先要了解各种材料的特性，证明使用玻璃钢材料有优越性和

2、必要性。如玻璃钢叶片，具有重量轻、振动小、耐腐蚀、易成型、翼型好、使用可靠、节省能源、维修简便、使用寿命长等特点，是一种值得推广的玻璃钢产品。再如玻璃钢雷达罩具有良好的透电磁波性能，又有足够的强度和刚度，是军、民用不可缺少的玻璃钢产品。在生产玻璃钢产品之前，一定要严格进行产品设计；在设计之前必须进行玻璃钢材料性能测试；在产品进入批量生产之前，必须按产品标准及有关规定进行检验。没有产品标准，又是受力构件或产品。在投入使用前。一定要进行结构试验，以确保产品使用安全，维护玻璃钢信誉。二、玻璃钢容器设计玻璃钢容器按使用条件可分压力容器、耐腐蚀容器和食品容器三类。按产品形状可以分球形、筒形、扁球形、

3、方形和长方形等。球形容器有晟小的表面积与容积比，而且在球形容器表面上受着均匀拉伸的应力。容器壁上的应力只有筒形容器壁上应力的一半，对于金属材料。是各向同性材料。从强度情况看。采用球形金属容器是比较合适的而玻璃钢材料是各向异性的，筒形容器制造工艺简单，对容器的尺寸几乎没有限制，并且可以充分利用纤维的单向强度特性，可以设计成各向等强度的容器，所以玻璃钢适合制造筒形容器。按使用场所又可分空中、地上、地下、水中维普资讯http://www.cqvip.com周祝林：玻璃钢典型产品设计常识(上)几种容器。I．压力容器设计玻璃钢压力容器设计要素有：①要有铝内衬；②工作压力较高，要求玻璃纤维是高强度的，

4、树脂含量低，为18～23，采用缠绕成型工艺；③采用环氧树脂高温固化，要求固化度≥85；④刚度要求高，要求体积变形率不大于1．5；⑤气密性要求高，要求不漏气；⑥安全系数要求高，要求爆破压力大于工作压力的5倍，要求进行2000次的交变疲劳试验；⑦检验规则严格，必须每只进行容积、质量、尺寸、外观、水压试验、体积膨胀和气密性试验；⑧使用温度范围大，为一60"C~60℃。球形容器壁厚按式(1)计算：t=PR／(2])(1)筒形容器壁厚按式(2)计算：t一PR／(2[乱])，tz—PR／(2[秆])(2)筒形封头厚度按式(3)计算t一[一]1⋯=[+要]j式中：P一容器内压力，MPa；[司一容器材料允

5、许应力，MPa；R一容器半径，mm；]一容器材料轴向(或经向)允许应力，MPa；x。一包络纬度圈半径，mm；[3-容器材料周向(或纬向)允许应力，MPa；x一球面上任一点的纬度半径。玻璃钢压力容器有产品标准ZBQ23004-90。2．耐腐蚀容器设计(以卧式贮罐为例)设计要素有：①采用耐腐蚀热固性聚酯树脂，不得使用高碱玻璃纤维布；②容器壁采用多层复合结构，由内衬层(包括内表面层和次内层)、强度层、外表层组成。内衬层的结构形式见表I。强度层可以采用通用型不饱和聚酯，树脂含量为～50，该层厚度由强度计算确定。外表面层应采用耐气候性能优良的不饱和聚酯树脂作为基体，玻璃纤维表面毡或玻璃纤维无捻粗纱布

6、作增强材料，厚度应小于o．16mm，树脂含量大于55，该层厚度为0．2～O．5ram；③容器壁厚不得有负公差，以保安全廷)可以采用分层固化；⑤容器出厂前应作漏水静压渗漏试验，要求4啦内无渗漏现象，当要求最大应变较小，不大于0．1；保证容器壁树脂不开裂；⑥容器产品性能必须满足ZBQ23D05的要求，见表2。表1内衬层增弱结构形式内表面层次内层增强材料树J曹量厚度树脂古量厚厦W％(mnO增强材料W(mat)l表面毡>850．S短切原丝毡>7O2．0～2．5无捻粗纱布>5512表面毡>85l0(厚度小于0．5～2．0．25~m0无捻租纱布3(厚度小于0．16n'mg>拍1．0厚辫>5S1．5～2

7、．0维普资讯http://www.cqvip.com纤维复台材料1997担衰2窑器殛接警层台板厚度拉忡强度弯曲强度弯曲弹性模tMPa(kg·f，c)M(·f／cmDMPa(1,g·f／craZ)3．2～5．06D(632)1n9(儿12)4．8×1舻(9×lo．)5．0～6．583(8477127(i295)5．5×l0(5-6xlO4)6．5～10．o93(9497l37(1400)6．2×10a(6．3×10‘)大于