
使用三维绘图软件PRO/E 5.0绘制出三维角联锁机织复合材料结构模型,借助有限元软件ANSYS Workbench对该结构模型的弯曲疲劳性能进行分析。在复合材料弯曲静力学分析的基础上,添加疲劳工具对复合材料的抗疲劳性能进行分析,通过复合材料纤维、树脂各自的寿命、损伤分布云图分析复合材料的抗疲劳性能。结果表明:弯曲载荷作用下,复合材料与弯曲压头接触的位置表现出更大的弯曲应力;这些位置在较小循环载荷作用下较早发生破坏;与测试方向平行的纬纱较经纱发生更严重的破坏。
FRP采光板和PC阳光板的性能对比
钢结构建筑的采光一直成为钢结构维护系统的一个重要组成部分,直接影响着屋面的
使用寿命,屋面的防水性能。
目前型的采光材料是FRP采光板,在工业厂房工程中都得到了广泛的应
用,约占各种采光材料的95%。下面将FRP采光板和PC阳光板做详细的对比,期望
能为贵工程提供一个的采光方案。
FRP采光板:
主要成分是高性能上下膜、强化聚脂、玻璃纤维组成的一种采光产品。
FRP采光板为实心板,可做成任意形状。
常用厚度:1.2mm、1.5mm、2.0mm
PC阳光板:
主要成分是聚碳酸酯,分为中空板和实心板两种:
中空板通称为:阳光板、卡布隆板。
常用厚度:6mm、8mm、10mm、12mm、16mm
实心板通称为:耐力板、PC板。
常用厚度:1.5mm、2.0mm、2.5mm、3mm
备注:(中空板的为双层,但单层的实际厚度不到0.1mm,抗老化和抗压性差)
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根据水泥基材料的多孔介质特点和内部孔隙尺寸分布特征,结合多孔介质中的湿传输机理,认为水泥基材料的湿传输研究必须考虑Knudsen扩散的影响.根据中、微孔体积的等效直径理论以及气体分子运动论相关原理,推导建立了Knudsen扩散影响系数的理论计算公式,在此基础上,探讨了水泥基材料湿扩散系数的确定方法,并通过实际问题的分析进行了验证.
FRP采光板与PC阳光板性能比较
热膨胀性
采光材料的热膨胀性直接影响施工的难易程度、施工成本,以及工程完工后的防水性。
在金属板屋面维护系统中,采光材料的热膨胀性是设计和施工所应考虑的重要因素。
FRP采光板:热膨胀系数是2.5×10-5cm/cm/℃ 与彩钢板的热膨胀系数相近,由冷热变化而引起的相对位移较少,不易因变形而漏水。
PC阳光板:热膨胀系数是6.75×10-5cm/cm/℃ ,约是彩钢板的6倍,金属屋面的温差变化很大,PC板由热胀冷缩引起的相对位移过大,引致接点松脱或螺钉孔周缘撕裂、变形而漏水。因板材钢度差,以及热膨冷缩系数大,所以必须采用小分格小檩距或凸起弧增加强度,不适合用于大檩距的钢结构屋面上,否则易凹下积水,漏水。
匹配性
FRP采光板:根据需要可以定做与屋面金属板完全匹配的板型,并且费用低、方便快捷,定做周期只需1-2天。屋面防水性好。
PC阳光板:全部为平板,不易和压型金属板做防水处理,较容易造成屋面漏水。
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通过碾铆连接和螺栓连接对复合材料-铝合金进行了连接实验,对两种连接方式的接头进行了静拉伸测试,对比分析了有无垫片和是否粘接两种因素对接头连接强度和能量收的影响。结果表明:添加垫圈后,两种接头的峰值载荷趋于一致,但螺栓连接接头的失效位移高于碾铆连接接头,且其能量收值比碾铆连接接头高16.29%,有更强的缓冲震能力;引入粘接对两种接头的抗拉伸强度影响不大,螺栓连接失效的峰值载荷略高于碾铆连接,两种接头的失效位移和能量收基本相同。