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玻璃钢的高温、抗冻及龟裂的问题

作者:hangyu  来源:波镁特  时间:2017-12-07

抗冻性

在--320。F条件下,某些玻璃钢的强度仍能保持不变,而另外一些玻璃钢,实际上还有所增加。试验表明,环氧玻璃钢在液氧温度(一297.4。F)下强度增加了175%。在低温下,应力集中问题也有所改善。如带缺口的试件在一297。F时所产生的应力集中比同样试件在室温时的应力集中要低一些。 玻璃钢在低温条件下抗骤冷骤热(热循环)的性能也很好。曾做过这样的试验:先把试件放进液态氮(一320。F)里半小时,然后取出在室温下暴露半小时,这样交替循环二十次,未出现裂缝和分层现象。不难看出,玻璃钢在低温条件下仍是一种有效的结构材料。纤维缠绕玻璃钢容器可装固体推进剂,其本身重量要比金属容器轻很多。


龟裂

所谓龟裂是指纤维缠绕制品在承受荷载期间所形成的微裂缝旧“。关于龟裂对材料的弹性和机械强度的影响曾进行某些研究和分析。研究结果表明,假如不降低弹性而能避免龟裂,那么火箭发动机燃烧室的爆破压力能提高30%左右。 


高温的影响

纤维缠绕玻璃钢火箭发动机壳体之类的制品可能受到瞬时的超高温作用。在几秒钟到几分钟这样短的时间内,火箭发动机壳体需完好无损地承受2,000--一5,600。F的超高温作用,玻璃钢能满足这类特殊要求弛引。当材料的分解成为主要问题时, 可把壁设计得厚一些,或在壁上敷一层绝热内衬(或二者同时采用), 以保护玻璃钢结构。 层状玻璃钢在快速加热时会因受到热冲击作用而引起分层。实践表明,把层状玻璃钢在高于热冲击温度下进行后期热处理,可避免分层。但玻璃钢在热处理后又吸收水分的话,则仍会分层。较长时间的高温作用对玻璃钢性能的影响见表6-2。基本上玻璃钢的粘结剂不同,所受到的影响也不同。 


 环氧玻璃钢在400。F下受热200tJ、时后,其性能变化不大,温度再高时,性能便迅速下降。耐热性好的酚醛玻璃钢和有机硅玻璃钢也如此,不同的是,酚醛玻璃钢在较高温度下,仅在较短时间内能保持较高的强度,而有机硅玻璃钢则能在更长的时间内保持较高的强度。有机硅层压玻璃钢在800。F条件下受热10-、一30分钟后,没有明显的损坏现象。 应当指出,只要固体药柱是粘结到壳体壁上,那末在粘结区 ①圆筒是采用耐热环氧树脂和E玻璃纤维强成的,直径3时。纵向缠绕与环向缠绕的比例是l:2;应力根据总壁厚计算。 ②室温下的平均极限环向应力是155×10 3磅/时2。域的壳体温度就不致达到临界值,药柱本身能起一定的热绝缘作用。

如果药柱和壳体之间不用粘结剂粘结,即药柱是直接在发动机壳体里浇铸的话,则壳体里就需加上内衬,起绝热层作用。目前,正是这样做的,因为某些药柱的燃烧时间较长,需要绝热层。 绝热层或内衬必须能够承受药柱燃烧期的最高温度,而且在湍流状热气流的冲击下,仍能和壳体组成一个整体,不被冲掉。内衬的应变或延伸率不得低于壳体应变的最大值(一般约为2%)。这类内衬多半是用填有耐火矿物填料的橡胶做的,也有采用尼龙或石棉带缠绕的,粘结剂是改性的酚醛树脂。这种内衬一般是在发动机工作期间也要燃烧或烧蚀。内衬必须足够厚,以保证玻璃钢发动机壳体的温度维持在安全极限之内。 

 

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