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绪论 纤维增强塑料的结构设计1

1 纤维增强塑料的发展和确立设计基础的必要性1

2 纤维增强塑料结构设计程序2

第一章 纤维增强塑料的原材料种类和特性4

1 增强纤维4

1.1 玻璃纤维的组成和性质4

1.2 玻璃纤维的各种特性6

1.3 玻璃纤维的表面处理10

1.4 玻璃纤维的种类12

1.5 玻璃纤维增强塑料制品的增强材料及成型方法的选择19

2 树脂24

2.1 不饱和聚酯树脂24

2.2 乙烯基酯树脂28

2.3 环氧树脂33

2.4 酚醛树脂36

2.5 其他树脂38

3 辅助材料39

3.1 固化剂和促进剂39

3.2 填料和增稠剂41

3.3 着色剂43

3.5 芯材(泡沫塑料)44

3.4 脱模剂44

4 成型材料49

4.1 片状模塑料50

4.2 团状模塑料53

第二章 纤维增强塑料的材料特性59

1 纤维增强塑料的基本特性59

1.1 静态特性59

1.2 疲劳特性74

1.3 蠕变特性87

1.4 冲击特性91

1.5 温度特性94

1.6 耐腐蚀性104

1.7 耐候性110

1.8 电气性能112

1.9 隔声性能112

1.10 光学性能(透光性)114

1.11 硬度120

1.12 耐磨性120

2 应力集中特性122

2.1 圆孔周边的应力集中122

2.2 方孔周边的应力集中125

3.1 连接方式130

3.2 挤压强度(支承强度)130

3 机械连接特性130

3.3 挤压强度与各种因素的关系131

3.4 螺栓连接133

4 胶接连接的特性134

4.1 接头方式134

4.2 搭接接头形式134

4.3 各种形式胶接接头的胶接强度138

4.4 其他载荷形式的胶接强度141

5 夹层结构的特性142

5.1 弯曲刚度和剪切刚度143

5.3 各种芯材的纤维增强塑料夹层结构的特性144

5.2 芯材的特性144

第三章 试验方法150

1 试验总则(共同事项)150

1.1 实验室的环境条件150

1.2 试样的制备150

1.3 试样的数目及处理条件150

1.4 试样的测量150

1.5 标准误差151

1.6 试验方法标准151

2 比重151

2.1 比重的测定方法151

3.1 树脂含量的测定方法152

2.2 实际测定中应注意事项152

3 纤维百分含量152

3.2 填料含量的测定方法153

3.3 空隙率的测定方法153

3.4 碳纤维增强塑料纤维含量及空隙率154

3.5 开伏勒(Kevlar)纤维复合材料的纤维含量155

4 拉伸155

4.1 概要155

4.2 试验方法156

5.2 试验方法159

5.1 概要159

5 诺尔(NOL)环拉伸试验159

4.3 试验注意事项159

5.3 试验注意事项160

6 压缩160

6.1 概要160

6.2 试验方法160

6.3 试验注意事项163

7 弯曲163

7.1 概要163

7.2 试验方法164

8.1 层间剪切试验167

7.3 试验注意事项167

8 层间剪切及层间拉伸167

8.2 层间拉伸试验169

9 冲击170

9.1 悬臂梁冲击试验方法170

9.2 简支梁冲击试验方法173

9.3 落锤冲击试验174

10.疲劳176

10.1 疲劳试验机176

10.2 疲劳试验176

11.1 蠕变试验方法179

10.3 特性值的处理179

11 蠕变及热变形179

12.2 载荷变形温度试验方法180

12 耐候性181

12.1 试验概要181

12.2 耐候性试验方法182

13 耐药品性184

13.1 试验标准184

13.2 试验注意事项185

14.1 耐燃性试验概要186

14 耐燃性186

14.2 耐燃性试验方法187

14.3 试验注意事项189

15 耐磨性189

15.1 磨损试验方法189

15.2 试验注意事项191

16 硬度191

16.1 巴氏硬度191

16.2 洛氏硬度192

17.1 纤维增强塑料非破坏检验的特点193

17 非破坏试验193

17.2 各种非破坏检验的特点194

17.3 纤维增强塑料超声波测厚仪195

18 电性能196

18.1 概要196

18.2 试验方法196

第四章 外力载荷基准200

1 概述200

2 建筑物的载荷基准200

2.1 载荷的种类及组合200

2.2 用途系数200

2.3 固定载荷200

2.5 雪载荷201

2.4 活载荷201

3 土载荷202

3.1 由回填土产生的静土压203

3.2 汽车行驶时产生的动载荷206

4 风载荷206

4.1 设计用风载荷的计算206

4.2 空气阻力208

4.3 风压分布209

5 地震载荷(高位水槽)210

5.1 地震输入力210

5.3 纤维增强塑料水槽受地震影响时的水压212

5.2 地震对水槽底部的输入力212

6 热载荷215

6.1 由于温度稳定上升产生的热应力215

6.2 受热冲击时的情况215

6.3 温度反复升降时的情况215

6.4 热应力的计算215

第五章 结构计算方法219

1 平板的计算公式219

1.1 单层板219

1.2 层合板224

1.3 夹层板229

2.1 波形板235

2 曲板的计算公式235

2.2 圆筒壳体239

2.3 圆顶247

3 各种结构体的计算式255

3.1 管255

3.2 导管263

3.3 圆筒形容器268

3.4 方形容器277

4 结构计算实例(纤维增强塑料卧式净化槽)283

4.1 净化槽的形状和负荷条件283

4.2 净化槽本体的载荷条件284

4.3 地上设置285

4.4 地下埋设288

第六章 设计标准297

1 设计标准的意义及其概念297

1.1 设计标准制定的意义和特点297

1.2 设计标准的概念297

2 极限强度297

2.1 极限强度的种类297

2.2 规定极限强度时，应该考虑的各种事项298

2.3 极限强度值299

3.2 安全系数的值305

3.1 安全系数的定义305

3 安全系数305

4 许用应力307

4.1 许用应力的意义307

4.2 决定许用应力的方法307

第七章 制品标准及实例310

1 铁路车辆310

1.1 制品标准310

1.2 制品实例310

1.3 结构设计及其计算方法313

1.4 制造上的各种问题313

2.1 产品标准或规范(日本)314

1.5 制品检验314

2 船舶、舟艇314

2.2 制品检验、尺寸精度及其他315

2.3 结构设计及其计算方法315

2.4 制品实例318

2.5 制造上的问题319

3 波形瓦及平板320

3.1 成型方法320

3.2 产品种类320

3.3 形状、尺寸和色彩324

3.4 质量327

3.5 屋顶施工328

4 澡盆329

4.1 纤维增强塑料澡盆标准329

4.2 制品检验332

4.3 结构设计及其计算方法333

4.4 纤维增强塑料澡盆的优点336

4.5 制造中的问题338

5 净化槽340

5.1 概述340

5.2 制品标准340

5.3 制品检验341

5.4 结构设计及其计算方法343

5.5 制品实例344

5.6 制造上的问题345

6 耐腐蚀设备346

6.1 制品标准346

6.2 制品检验351

6.3 尺寸精度351

6.4 结构设计及其强度计算352

6.5 制品实例353

6.6 耐腐蚀用增强塑料的成型方法353

7.2 制品检验、尺寸精度354

7.1 制品规范或标准354

7 高位水槽354

7.3 结构设计及其计算方法356

7.4 制品实例360

7.5 制造上的问题360

8 椅子361

8.1 椅子的标准361

8.2 纤维增强塑料椅子的强度361

8.3 纤维增强塑料的特性及椅子363

8.4 制造上的问题364

9.2 制品检验365

9.1 制品标准365

9 安全帽365

9.3 结构设计及其计算方法367

9.4 制品实例368

9.5 制造上的问题368

10 防水盘368

10.1 浴室防水盘368

10.2 洗衣机盘377

11 管(农业用、不水管道用)378

11.1 制品结构和标准378

11.2 结构设计及其计算方法380

11.3 流体力学设计及管径的计算方法382

11.4 制品设计时的注意事项383

11.5 参考标准384

12 管(耐腐蚀用、电气用)384

12.1 制品标准385

12.2 制品检验与性能试验386

12.3 结构设计及其计算方法389

12.4 制品实例392

12.5 制造上的问题392

12.6 连接方法393

12.7 参考标准及资料393

13.2 纤维增强塑料运输贮罐的特性394

13 运输贮罐394

13.1 运输贮罐的用途和分类394

13.3 制品标准395

13.4 制品举例396

14 冷却塔396

14.1 前言396

14.2 制品及结构设计标准397

14.3 结构设计398

14.4 制品设计和制作上的注意事项403

15 浮动消波堤403

15.1 制品标准403

15.2 设计条件404

15.4 纤维增强塑料浮动消波堤的结构设计405

15.3 结构和材料强度405

15.5 制品检验406

15.6 制造上的问题406

16 地下埋设贮罐407

16.1 制品标准407

16.2 制品检验407

16.3 结构设计及其计算方法408

16.4 制品实例412

17.1 纤维增强塑料电气部件的种类和应用413

16.5 存在问题413

17 电气部件413

17.2 玻璃纤维增强塑料部件设计、材料选择414

17.3 实际应用举例416

18 雷达罩417

18.1 种类及结构418

18.2 雷达罩的设计标准419

18.3 电气设计419

18.4 结构设计421

18.5 材料426

19.1 集装箱的分类427

19 集装箱427

19.2 有关集装箱的标准及法规428

19.3 集装箱的设计准则428

19.4 集装箱用纤维增强塑料层合板431

19.5 纤维增强塑料层合板和金属框架的连接432

19.6 实例433

20 挤拉成型制品434

20.1 成型方法434

20.2 物理性能434

20.4 挤拉成型制品的加工437

20.3 挤拉成型制品的截面形状437

20.5 应用举例439

第八章 成型技术441

1 成功与失败的实例441

1.1 成功的实例441

1.2 失败的实例441

1.3 胶衣的三大缺陷442

1.4 由于收缩应力而引起的模具破损443

1.5 因固化收缩而引起的尺寸误差444

2 皱缩、翘曲产生的原因和克服方法444

2.1 皱缩444

2.2 翘曲和变形445

3.1 嵌件的主要形状447

3 嵌件和金属配件(纤维增强塑料和其他材料的胶接与连接)447

3.2 嵌件及金属配件448

3.3 纤维增强塑料与其他材料的粘接450

4 操作规程(用符号表示的作业管理)450

4.1 增强塑料技术协会颁布的工程管理符号450

4.2 管理符号在制造图中的应用450

4.3 标准作业452

5.2 成型模453

6 制品的脱模方法453

5.3 制品的糊制453

5.1 木模453

5 铺层程序453

6.1 化学脱模法454

6.2 物理脱模法454

7 原料供应系统454

7.1 原料供应系统的目的454

7.2 原料供应系统所供给的材料455

7.3 供应系统实例455

8 制造图的标准化456

8.1 制造图标准化的重要性456

8.2 制图规范草案456

9.2 腻子所用填料的种类459

9.1 使用腻子的目的和主要原材料459

9 腻子459

10 厚壁制品的成型方法461

10.1 厚壁纤维增强塑料制品461

10.2 厚壁制品糊制时的管理要点461

10.3 铺层操作462

11 纤维增强塑料制品的切削加工463

11.1 纤维增强塑料加工用刀具和工器具464

11.2 切割464

11.3 打孔464

11.5 倒角加工465

11.4 研磨465

第九章 成本计算及其应用466

1 成本计算的意义466

2 成本的要素467

3 成本预算(以手糊成型为例)468

4 纤维增强塑料加工企业的经营实例472

5 成本计算的应用474

5.1 盈亏分界点475

5.2 利润图(盈亏分界点图)475

5.3 边际利润476

5.4 小结478

6 结语478