Калькулятор прочности стеклопластика
Калькулятор определяет расчётные механические характеристики стеклопластика на основе правила смесей (rule of mixtures) по ГОСТ 25.601-80 и ГОСТ Р 57715-2017. Результаты носят оценочный характер и должны уточняться экспериментально для ответственных конструкций.
Назначение: прогнозирование предела прочности при растяжении (МПа), модуля упругости (ГПа), удельной прочности (км) и плотности стеклопластика (г/см³) в зависимости от марки ткани, типа связующего и объёмной доли волокна.
Параметры расчёта
рекомендуется 45–65% (ГОСТ 25.601-80)
Справочные данные
| Тип волокна | σв, МПа | E, ГПа | ρ, г/см³ | ГОСТ |
|---|---|---|---|---|
| Стекло Е (алюмоборосиликатное) | 2400–3500 | 72–76 | 2,54 | ГОСТ 19170 |
| Стекло S (высокопрочное) | 4200–4900 | 85–90 | 2,49 | — |
| Базальтовое волокно | 2600–3200 | 80–100 | 2,67 | ТУ 5952-001 |
| Кремнеземное волокно | 1000–1600 | 65–72 | 2,15 | ТУ 5952-002 |
| Связующее | σм, МПа | Eм, ГПа | ρ, г/см³ |
|---|---|---|---|
| Эпоксидное | 50–85 | 2,8–3,5 | 1,20 |
| Полиэфирное | 30–60 | 2,5–3,2 | 1,15 |
| Винилэфирное | 60–80 | 3,0–3,5 | 1,10 |
| Фенольное | 30–50 | 2,8–3,5 | 1,25 |
Расчётные характеристики стеклопластика
Плотность стеклопластика—
Предел прочности при растяжении—
Модуль упругости при растяжении—
Удельная прочность (разрывная длина)—
Предел прочности при изгибе (оценка)—
Коэффициент реализации прочности—
Сравнение с материалами
Сталь Ст3 (σ=400 МПа)—
Алюминий Д16 (σ=440 МПа)—
Стеклопластик (расчётный)—
Расчётные формулы (правило смесей, ГОСТ 25.601-80):
ρк = ρf × Vf + ρm × (1 − Vf) — плотность композита
σк = k × (σf × Vf + σm × (1 − Vf)) — предел прочности
Eк = Ef × Vf + Em × (1 − Vf) — модуль упругости
Lуд = σк / (ρк × g) × 1000 — удельная прочность, км
где k — коэффициент реализации (0,45–0,65), зависит от переплетения
ρк = ρf × Vf + ρm × (1 − Vf) — плотность композита
σк = k × (σf × Vf + σm × (1 − Vf)) — предел прочности
Eк = Ef × Vf + Em × (1 − Vf) — модуль упругости
Lуд = σк / (ρк × g) × 1000 — удельная прочность, км
где k — коэффициент реализации (0,45–0,65), зависит от переплетения
Нормативные документы
- ГОСТ 25.601-80 «Методы механических испытаний композиционных материалов»
- ГОСТ Р 57715-2017 «Композиты полимерные. Определение состава»
- ГОСТ 31938-2012 «Композиты полимерные, армированные волокном»
- ГОСТ 19170-2001 «Ткани конструкционные из стеклянных крученых комплексных нитей»
- ГОСТ Р 56787-2015 «Композиты полимерные. Метод определения прочности при растяжении»