玻璃纖維增強(qiáng)塑料
關(guān)注創(chuàng)建者：匿名 創(chuàng)建時(shí)間：2021-11-24
玻璃纖維增強(qiáng)塑料的視頻教程
基于ABAQUS二次開發(fā)-細(xì)觀編織纖維增強(qiáng)陶瓷基纖維橢圓振動(dòng)切削模擬
HASHIN 3D模擬纖維斷裂，編寫VDISP實(shí)現(xiàn)橢圓切削軌跡，一鍵修改參數(shù)，不需要費(fèi)勁計(jì)算。實(shí)現(xiàn)HASHIN子程序與VDISP子程序耦合。
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玻璃纖維增強(qiáng)塑料的實(shí)例教程
玻璃纖維增強(qiáng)塑料優(yōu)點(diǎn)：
玻璃纖維增強(qiáng)塑料的耐熱溫度比不加玻纖高很多，尤其是尼龍類塑料
玻璃纖維增強(qiáng)塑料的收縮率低，剛性高。
玻璃纖維增強(qiáng)塑料不會(huì)應(yīng)力開裂，同時(shí)，玻璃增強(qiáng)纖維塑料的抗沖性能提高很多
玻璃纖維增強(qiáng)塑料的強(qiáng)度高，如：拉伸強(qiáng)度，壓縮強(qiáng)度，彎曲強(qiáng)度，都很高。
玻璃纖維增強(qiáng)塑料由于其它助劑的加入，使得玻璃纖維增強(qiáng)塑料的燃燒性能下降很多，大部分材料不能點(diǎn)燃，是一種阻燃材料。
玻璃纖維增強(qiáng)塑料缺點(diǎn)：
玻璃纖維增強(qiáng)塑料由于玻纖的加入，使得塑料變成不透明的了，不加玻纖前是透明。
塑玻璃纖維增強(qiáng)塑料比不加入的玻纖的塑料韌性降低，脆性增加；
塑玻璃纖維增強(qiáng)塑料由于玻纖的加入，所有材料的熔融粘度增大，流動(dòng)性變差，注塑壓力比不加玻纖的要增加很多，為了正常注塑，所有增強(qiáng)塑料的注塑溫度要比不加玻纖以前提高10℃-30℃。
由于玻纖和助劑的加入，玻璃纖維增強(qiáng)塑料的吸濕性能大加強(qiáng)，原來(lái)純塑料不吸水的也會(huì)變得吸水，因此，注塑時(shí)都要進(jìn)烘干。
玻璃纖維增強(qiáng)塑料在注塑過(guò)程中，玻纖能進(jìn)入塑料制品的表面，使得制品表面變得很粗糙，斑斑點(diǎn)點(diǎn)。為了取得較高的表面質(zhì)量，最好注塑時(shí)使用模溫機(jī)加熱模具，使得塑料高分子進(jìn)入制品表面，但不能達(dá)到純塑料的外觀質(zhì)量。
玻纖增強(qiáng)以后，玻纖是硬度很高的材料，助劑高溫?fù)]發(fā)后是腐蝕性很大的氣體，對(duì)注塑機(jī)的螺桿和注塑模具的磨損和腐蝕很大，因此，生產(chǎn)使用這類材料的模具和注塑機(jī)時(shí)，要注意設(shè)備的表面防腐處理和表面硬度處理。
展開 據(jù)歐洲增強(qiáng)塑料聯(lián)合會(huì)AVK稱，歐洲玻璃纖維增強(qiáng)塑料（GRP）市場(chǎng)將在2018年連續(xù)第六年增長(zhǎng)。
11月6日在Elutt Witten AVK的常務(wù)董事Elmar Witten AVK總經(jīng)理于2018年在斯圖加特舉行的復(fù)合材料歐洲新聞發(fā)布會(huì)上表示，產(chǎn)量在2007年達(dá)到峰值110億噸，然后在2009年急劇下降至815,000噸，并且此后一直在攀升。
2016年產(chǎn)量超過(guò)100萬(wàn)噸，2017年產(chǎn)量略低于120萬(wàn)噸。AVK預(yù)測(cè)2018年產(chǎn)量將再次小幅上升。
總體而言，在整個(gè)295萬(wàn)噸歐洲復(fù)合材料市場(chǎng)的背景下，2017年生產(chǎn)了約1,118,000噸GRP，短纖維增強(qiáng)熱塑性塑料（主要用于注塑工藝）占147萬(wàn)噸，另外30萬(wàn)噸為灌注材料。與此同時(shí)，碳纖維復(fù)合材料僅占40,000噸。
GRP主要用于運(yùn)輸/移動(dòng)和建筑/基礎(chǔ)設(shè)施部門，每個(gè)部門約占總產(chǎn)量的三分之一。由于這兩個(gè)部門在國(guó)民經(jīng)濟(jì)中發(fā)揮著重要作用，因此GRP市場(chǎng)往往遵循GDP的長(zhǎng)期增長(zhǎng)趨勢(shì)。
GRP也已被用作標(biāo)準(zhǔn)，市場(chǎng)上幾乎沒(méi)有創(chuàng)新，創(chuàng)新對(duì)市場(chǎng)的影響有限。預(yù)計(jì)未來(lái)幾年總產(chǎn)量不會(huì)出現(xiàn)突然變化。
“GRP市場(chǎng)的多樣性意味著一個(gè)地區(qū)的波動(dòng)通常會(huì)被其他應(yīng)用中的波動(dòng)所平息，”Witten博士說(shuō)。
雖然歐洲的GRP產(chǎn)量繼續(xù)增長(zhǎng)，但其產(chǎn)量仍落后于全球市場(chǎng)趨勢(shì)。特別是亞洲和美國(guó)的產(chǎn)量近年來(lái)增長(zhǎng)超過(guò)2％。
在歐洲，2017年整體市場(chǎng)同比增長(zhǎng)2％至1,141,000噸，而個(gè)別國(guó)家的增長(zhǎng)率介于0％至3.7％之間。
從積極的方面來(lái)看，西班牙/葡萄牙，法國(guó)和意大利等南歐國(guó)家的增長(zhǎng)率高于平均水平。
德國(guó)仍然是歐洲最大的GRP和復(fù)合材料市場(chǎng)，總產(chǎn)量為229,000噸，雖然這里的增長(zhǎng)略微落后于整體市場(chǎng)的趨勢(shì)。土耳其再次報(bào)告強(qiáng)勁增長(zhǎng)7％至總量30萬(wàn)噸。土耳其的GRP產(chǎn)量再次增長(zhǎng)速度超過(guò)其他任何歐洲國(guó)家。
展開 美國(guó)可再生能源國(guó)家實(shí)驗(yàn)室Gregg Beckham團(tuán)隊(duì)將回收的PET與可再生的生物質(zhì)單體結(jié)合生產(chǎn)玻璃纖維增強(qiáng)塑料（FRP），這種材料擁有單價(jià)高和壽命長(zhǎng)的特點(diǎn)，有很大的應(yīng)用價(jià)值。該研究通過(guò)結(jié)合生物質(zhì)單體開發(fā)了PET再循環(huán)的新路徑，這既可以刺激塑料回收，又能促進(jìn)生物質(zhì)經(jīng)濟(jì)的發(fā)展。該文章最近發(fā)表在Cell Press旗下的能源期刊Joule上，題目為“Combining reclaimed PET with bio-based monomers enables plastics upcycling”。該研究通過(guò)利用再生PET（rPET）中的內(nèi)含能以及可再生單體中特殊的化學(xué)結(jié)構(gòu)，顯著提升了rPET-FRP的材料性能。而且，相比于通過(guò)石油合成的FRP，預(yù)計(jì)可節(jié)省57％的總供應(yīng)鏈能量，同時(shí)減少40％的溫室氣體排放。
PET材料由于其強(qiáng)大的機(jī)械性能，在現(xiàn)代社會(huì)中被廣泛應(yīng)用。然而，在美國(guó)只有不到30％的PET瓶和極少數(shù)PET地毯被回收利用，大部分被簡(jiǎn)單填埋。 PET回收率低的一個(gè)主要原因是工業(yè)界回收PET使用的是機(jī)械式方法，這會(huì)導(dǎo)致回收的PET相比于新PET性能有所下降，從而影響回收PET的價(jià)值。由于機(jī)械式回收方法的問(wèn)題，研究人員也開發(fā)了一些化學(xué)回收方法。一般分為兩類，一類是將PET完全降解為單體，然后再使用單體合成新的聚合物；另一類是部分降解，作為均聚物被應(yīng)用在一些高價(jià)值的聚合物合成上。但是這兩種方法都需要很大的能量消耗將回收的PET高度降解，同時(shí)還需要使用一些像環(huán)氧氯丙烷、異氰酸酯或苯乙烯等有毒的單體來(lái)合成最終產(chǎn)品。鑒于此，他們將回收的PET（rPET）轉(zhuǎn)化為不飽和聚酯（UPEs）或二丙烯酸聚合物，然后再聚合轉(zhuǎn)化為高價(jià)值的玻璃纖維增強(qiáng)塑料（FRP）。
在這個(gè)過(guò)程中，(1) PET首先在線性二醇（乙二醇或者1,4-丁二醇）的存在下通過(guò)醇化被部分降解，同時(shí)所有鏈末端被修飾為羥基。
展開 ▲ 汽車輕量化的門檻很高
其實(shí)汽車輕量化實(shí)現(xiàn)起來(lái)并不容易，因?yàn)槟壳捌囕p量化主要依賴于鋁合金、玻璃纖維增強(qiáng)塑料（GFRP）和碳纖維(CFRP)等材料。
鋁合金的重量為鋼的三分之一，相比鋼制車身來(lái)說(shuō)理論上可以實(shí)現(xiàn)30%-40%的減重。而玻璃纖維和碳纖維的比重不到鋼的四分之一，可以實(shí)現(xiàn)的輕量化比例更高。
只是以上幾類材料不僅受限于加工工藝，而且供應(yīng)鏈很少，并且采購(gòu)成本非常高，對(duì)于多數(shù)車企來(lái)說(shuō)都很少去嘗試。所以這也正是量產(chǎn)車很少采用這些材料的主要原因。
▲ 家用車不考慮先進(jìn)材料 很難徹底實(shí)現(xiàn)輕量化
其實(shí)一般家用車想要在輕量化方面有明顯突破并不簡(jiǎn)單，就以整備質(zhì)量1.3噸重的緊湊級(jí)轎車為例，如果要實(shí)現(xiàn)10%的減重（130kg），在不考慮鋁合金、玻璃纖維增強(qiáng)塑料和碳纖維等材料的前提下，想要保證車身強(qiáng)度、剛度和安全，幾乎是不可能的。
而鋁合金、玻璃纖維增強(qiáng)塑料和碳纖維等材料成本較高，對(duì)于價(jià)格成本控制就比較敏感的家用車來(lái)說(shuō)，使用和推廣就會(huì)顯得很困難。除了在底盤懸掛、發(fā)動(dòng)機(jī)和變速箱殼體部分采用鋁合金材質(zhì)減重外，車身重量并不會(huì)有太大的改善。不過(guò)隨著未來(lái)新材料、新工藝、車身底盤的發(fā)展，輕量化定會(huì)成為汽車行業(yè)的必須課。
▲ 對(duì)于電動(dòng)車來(lái)說(shuō) 汽車輕量化尤為重要
與燃油車相比，目前備受歡迎的電動(dòng)車似乎更需要“瘦身”。因?yàn)殡妱?dòng)車不僅是當(dāng)下各大車企發(fā)力的熱門板塊，而且輕量化可以對(duì)續(xù)航里程帶來(lái)很大幫助。要知道電池技術(shù)運(yùn)用還不太成熟的情況下，增加電池續(xù)航的投入成本并不低。
以特斯拉為例，它通過(guò)采用大量鋁合金和玻璃纖維增強(qiáng)塑料，相比于傳統(tǒng)車型減重比接近40%。正是這樣的變化，讓它能夠在動(dòng)力和續(xù)航里程上獨(dú)占鰲頭。
所以在汽車輕量化逐漸被各大廠家關(guān)注的情況下，它花費(fèi)比提升電池容量更少的錢，能夠換來(lái)更多的續(xù)航里程，確實(shí)是很劃算的事情。
展開 能夠很明顯的感覺(jué)到，明珠塔的結(jié)構(gòu)大多是由玻璃組成的，不易燃燒并且具有多重絕緣屬性的玻璃材料，即使在熊熊火焰中都能夠保持大樓整體結(jié)構(gòu)的穩(wěn)固性，為劇中主人公的攀爬創(chuàng)造了條件，也為救援贏得了時(shí)間。
如果劇中由玻璃構(gòu)成的明珠塔，能夠如此穩(wěn)固已經(jīng)是匪夷所思的話，那么后面的大樓在經(jīng)歷重重火焰之后依舊準(zhǔn)確識(shí)別電子程序，聽(tīng)從命令重新啟動(dòng)簡(jiǎn)直就是一個(gè)奇跡了。
今天，紅眼兔小編就跟大家談一談那些玻璃纖維復(fù)合材料所具備的”神奇“特點(diǎn)。看似透明無(wú)比、不堪一擊的玻璃究竟有著如何神秘的力量。
玻璃纖維主要是由石英石、石英砂、方解石、葉臘石、白云石等天然巖石加上適量的硼酸或純堿經(jīng)過(guò)高溫熔融拉絲而成。就其成份而言，主要是氧化硅、氧化鈣及氧化鋁等金屬氧化物。
玻璃纖維按照氯化鈉的含量多少還可細(xì)分為無(wú)堿玻璃纖維，中堿玻璃纖維和高堿玻璃纖維。無(wú)堿玻璃纖維是所含雜質(zhì)最低，硬度最大、絕緣性最好的材料。
看到這里，你是不是以為劇中的”明珠塔“無(wú)疑是用無(wú)堿玻璃纖維制造的了？
小編想說(shuō)：“恭喜你，答錯(cuò)了！”
其實(shí)玻璃纖維材料很早就已經(jīng)興起，可是一直都沒(méi)有運(yùn)用到建筑上，最主要的原因就是其硬度的物理性能不足。有專家經(jīng)過(guò)反復(fù)研究，最終將玻璃纖維、增強(qiáng)不飽和聚酯、環(huán)氧樹脂與酚醛樹脂基體相互融合，制成了炙手可熱的玻璃鋼材料。
化學(xué)界有一句俗話說(shuō)的十分好：“不融合，難成大器！”這句話說(shuō)的其實(shí)就是我們的復(fù)合材料。復(fù)合材料使用的歷史可以追溯到古代。從古至今沿用的稻草或麥秸增強(qiáng)粘土和已使用上百年的鋼筋混凝土均由兩種材料復(fù)合而成。20世紀(jì)40年代，因航空工業(yè)的需要，發(fā)展了玻璃纖維增強(qiáng)塑料（俗稱玻璃鋼），從此出現(xiàn)了復(fù)合材料這一名稱。
玻璃鋼學(xué)名纖維增強(qiáng)塑料，即纖維增強(qiáng)復(fù)合塑料。根據(jù)采用的纖維不同分為玻璃纖維增強(qiáng)復(fù)合塑料，碳纖維增強(qiáng)復(fù)合塑料，硼纖維增強(qiáng)復(fù)合塑料等。
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玻璃纖維增強(qiáng)塑料的最新內(nèi)容
隨著汽車、航天與消費(fèi)性電子等產(chǎn)業(yè)對(duì)輕量化高性能材料的需求日益提升，對(duì)于短纖∕長(zhǎng)纖增強(qiáng)熱塑性塑料（Fiber Reinforced Thermoplastic，F(xiàn)RT）射出成型的先進(jìn)模擬技術(shù)需求也隨之增加。然而，傳統(tǒng)的CAE方法往往無(wú)法準(zhǔn)確模擬這些材料的行為。為了解決這項(xiàng)挑戰(zhàn)，AirGo與Moldex3D共同發(fā)表了最新白皮書《ATLAS-AI: Accurate yet Faster CAE Simulation
ABAQUS多尺度纖維增強(qiáng)混凝土二維建模8個(gè)月前
本案例是通過(guò)ABAQUS對(duì)論文Study on the tensile and compressive mechanical properties of multi-scale fiber-reinforced concrete: Laboratory test and mesoscopic numerical simulation（https://doi.org/10.1016/j.jobe.2024.108852
什么是復(fù)合材料?
復(fù)合材料或纖維增強(qiáng)復(fù)合材料由至少兩種可區(qū)分的材料組成，這些材料組合的基本目的是提高材料性能。纖維結(jié)構(gòu)通常嵌入樹脂（基體材料）中，然后固化。
為實(shí)現(xiàn)這一點(diǎn)，會(huì)將纖維和纖維束被加工成紡織品或織物。用纖維制造的大多數(shù)方法起源于紡織工業(yè)，因此該領(lǐng)域中使用的大多數(shù)術(shù)語(yǔ)也用于增強(qiáng)纖維加工。纖維決定了復(fù)合材料的強(qiáng)度和剛度。與沒(méi)有纖維的同種材料相比，排列纖維的材料的強(qiáng)度要大得多。
簡(jiǎn)介
本文將教導(dǎo)使用者如何利用Digimat來(lái)建立纖維強(qiáng)化塑料的材料模型。解釋多尺度建模背后的概念，并說(shuō)明如何操作 Moldex3D Digimat-MS 。
摘要 (Overview)
本文的目的是利用 Moldex3D Digimat-MS 與結(jié)構(gòu)分析軟件，進(jìn)行一產(chǎn)品受外力下的應(yīng)力與變形的分析。此產(chǎn)品是彈塑性的玻璃纖維復(fù)合材料。 我們會(huì)藉由Digimat-MS來(lái)說(shuō)明從Digimat
筆名：復(fù)材失效仿真
關(guān)鍵詞：纖維增強(qiáng)復(fù)合材料，航空航天，漸近損傷模型，有限元仿真，沖擊
復(fù)合材料結(jié)構(gòu)漸進(jìn)損傷研究
復(fù)合材料因其輕質(zhì)高強(qiáng)廣泛應(yīng)用于航空航天、交通運(yùn)輸?shù)阮I(lǐng)域。當(dāng)復(fù)合材料具備復(fù)雜結(jié)構(gòu)（如連接結(jié)構(gòu)）或承受復(fù)雜工況（如沖擊載荷）時(shí)，層內(nèi)損傷的模式包括多種損傷模式纖維/基體脫粘、基體開裂和纖維斷裂，從而引起復(fù)合材料結(jié)構(gòu)漸進(jìn)失效。為了模擬這些現(xiàn)象，漸進(jìn)損傷模型（PDM）在過(guò)去二十年中常被使用并已被證明是一種有效的方法
塑料韌性的本質(zhì)與評(píng)價(jià)方法的選擇11個(gè)月前
例如，玻璃纖維增強(qiáng)塑料的剛性較高，但其沖擊強(qiáng)度可能不如未增強(qiáng)的塑料。因此，在實(shí)際應(yīng)用中，通常需要通過(guò)合理的改性方法來(lái)平衡韌性和剛性，以滿足不同應(yīng)用場(chǎng)景的需求。
塑料韌性的影響因素
1.
精彩直播預(yù)告
連續(xù)纖維增強(qiáng)復(fù)合材料（CFRP）憑借高比強(qiáng)、高比模、良好的工藝性與耐久性，成為輕量化結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的核心材料體系，在航空航天、船舶、風(fēng)機(jī)等領(lǐng)域得到廣泛應(yīng)用。然而，受制于通用 CAE 軟件的能力局限，CFRP 結(jié)構(gòu)至今缺乏成熟的疲勞分析方法，使得其疲勞耐久性評(píng)估過(guò)度依賴實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證，難以實(shí)現(xiàn)高效仿真評(píng)估。雖然CFRP材料體系由于疲勞限較高，在部分場(chǎng)景下可通過(guò) “靜強(qiáng)度覆蓋疲勞”
雖然大多數(shù)拉伸桿實(shí)驗(yàn)都是在低應(yīng)變率下進(jìn)行的，并且用于靜載荷情況，但本用例側(cè)重于模擬注塑玻璃纖維增強(qiáng)塑料的高應(yīng)變率各向異性應(yīng)力-應(yīng)變行為。這些類型的測(cè)量是準(zhǔn)確評(píng)估碰撞和跌落測(cè)試性能所必需的。在有限元模擬中使用材料性能建模的結(jié)果，并將模擬結(jié)果與實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證進(jìn)行比較。
Part.02
基礎(chǔ)材料屬性建模
正確的建模能夠引導(dǎo)設(shè)計(jì)，同時(shí)減少設(shè)計(jì)迭代次數(shù)。
精彩直播預(yù)告
車用增強(qiáng)塑料的力學(xué)性能高度倚賴工藝，相關(guān)結(jié)構(gòu)的輕量化與優(yōu)化依賴于分析精度。目前，汽車EV化的高速推進(jìn)導(dǎo)致輕量化需求日益提高，基于材料各向同性、部件均勻化、準(zhǔn)靜態(tài)假設(shè)的分析方法已無(wú)法有效挖掘相關(guān)部件的減重潛力。
Digimat作為一款復(fù)合材料多尺度分析平臺(tái)，提供了多尺度材料正&逆向建模、材料數(shù)據(jù)庫(kù)、工藝結(jié)果映射及結(jié)構(gòu)多尺度耦合分析、A-&B-許用值虛擬計(jì)算等眾多功能
在純彎曲情況下，彎曲模量和拉伸模量是否相等？沿軸向的拉伸模量和壓縮模量是否相等？
