风电部件设计中复合材料强度校核问题

chenenlin319

引用第9楼lewjane84于2011-09-03 11:52 AM发表的  :
1,纵横剪切强度测试的是树脂的剪切强度,以纵向拉伸计算45度方向简切强度,考核树脂和纤维的结合能力,和叶片上主剪切应力方向成45度.因此呢不是用这个值计算安全系数的. 换总说法这个值是面内层间强度
2,GL材料拉伸强度的安全系数我没记错的话是2.2,你可以再研究下规范.
3,层间剪切的许用应力好象是用的特征值吧,一般不考核所以没太注意
4,IFF另外有一个详细的ISO标准,里面解释的很清楚,你可以查查.老版本作废了不过很有研究价值

1.听兄台这么一说，觉得很有道理，以前用冲击剪切方法测试的叶片方向上的剪切强度确实比这个纵横剪切测试的强度要高。看来得好好研究一下纵横剪切力学行为。
不过有个问题，那为什么GL第5章GRP中要求纵横剪切强度？这个设计值如果没什么用的话，难道用它来换算成0方法的剪切强度？又或者是像我这样0/90的双轴布，然后轴向铺。

2.拉伸安全系数是2.2，少打了个1.35，呵呵。

3.这个正是我困惑的地方，层间直接用特征值吗？如果也用2.2折减的话，那实在太小，俺正为这个值困惑。

4.非常感谢那！


顺便俺想打听下版主在哪高就呀，以后还请多多指点[s:2]

chenenlin319

今天看了下，树脂本身的拉、压和弯模量都是3GPa左右。
而-45/+45双轴布45度方向拉伸模量大约为30GPa，这个值可以确实。
按照复合材料剪切模量计算理论 G=E/2(1+V)     G剪切模量，E拉压模量,V计算方向上的泊松比，
这样算下来，面内剪切模量应该差不多是11GPa(泊松比取0.3) 。

这么看起来测试的纵横剪切模量（4GPa左右）与计算值相差很多。但是如果用0/90铺层时（相当于把-45/+45转了45度铺层）纵横剪切模量所反应的受力状态跟实验确实是一致的，不管起主导作用的是纤维自己抗剪强度还是纤维和树脂的结合强度。   要是这么看这两种数据又是矛盾的。想不明白呀...

lewjane84

1,弯曲模量一般不作为设计依据,是根据小挠度理论计算出来的,不是直接测试值.因为含剪切分量因此比拉伸模量小.同理弯曲强度也不作为设计依据,强度大于拉伸强度; 弯曲测试只是表证结构特性.
2.45度方向拉伸模量按找72%纤维含量折算一般不到30,可以按照混合力的公司计算出来,一般在25GPA左右.
3. 各向异性的材料,你计算方向怎么可能泊松比是0.3呢?拿纵横来说一般都在0.5以上(非线性).
4.纵横测出来的模量从侧面来说就是树脂的性能,你好好看看3355(3354好象)的标准吧,应变是怎么计算的.
测试的时候边界和你理论计算的边界是不一样的,侧面45度纤维都是中断的,破坏形式和变形表征也是不一样的怎么可能想得通.

chenenlin319

引用第12楼lewjane84于2011-09-06 11:41 PM发表的  :
1,弯曲模量一般不作为设计依据,是根据小挠度理论计算出来的,不是直接测试值.因为含剪切分量因此比拉伸模量小.同理弯曲强度也不作为设计依据,强度大于拉伸强度; 弯曲测试只是表证结构特性.
2.45度方向拉伸模量按找72%纤维含量折算一般不到30,可以按照混合力的公司计算出来,一般在25GPA左右.
3. 各向异性的材料,你计算方向怎么可能泊松比是0.3呢?拿纵横来说一般都在0.5以上(非线性).
4.纵横测出来的模量从侧面来说就是树脂的性能,你好好看看3355(3354好象)的标准吧,应变是怎么计算的.
测试的时候边界和你理论计算的边界是不一样的,侧面45度纤维都是中断的,破坏形式和变形表征也是不一样的怎么可能想得通.

1.一般复材料拉、弯模量是差不了多少的，树脂也一样，它的拉、压模量差不多，我只是举个例子，显示这些值比较相近，说明一下纯树脂体拉、弯模量和所组成的玻璃钢拉剪模量比较相近。
2. -45/+45，一般测试下来45方向模量就是30GPa左右（70%纤维含量），我手里有两份玻璃布厂家、一份树脂厂家提供的按ISO标准做的测报告，就是这个值。理论方向换算强度，以前我也干过，不过跟实际还是有点差矩的，不知道为什么。
3. 我们自己做的，还有这些报告也显示 -45/+45  在45方向上泊松比要远小于0.3，兄台说的柏松比0.5那是指在0方向上，那个方向上材料报告上基本都是是0.6左右。但我换算的是-45方向和+45方向，应该按0.3来换算。如果是算0和90方向上的，那倒是应该采用0.6来换算。
这模量换算应该没错。因为我有45方向上的拉模量，有45方向上的柏松比，那计算-45/+45的剪切模量，就应该按这么算呀。

4. 这点兄台说的很有道理，但这样的话但设计来说纵横剪切得出来的模量是不是作用不大了。还不如直接把试件加宽，测试出一个0方向的剪切模量。

啥时候吃饭

一群牛人，学习学习。