Dibandingkan dengan baja, material komposit yang diperkuat serat kaca memiliki material yang lebih ringan dan kepadatan kurang dari sepertiga baja.Namun dari segi kekuatan, pada saat tegangan mencapai 400MPa maka batang baja akan mengalami tegangan luluh, sedangkan kuat tarik material komposit serat kaca dapat mencapai 1000-2500MPa.Dibandingkan dengan material logam tradisional, material komposit serat kaca memiliki struktur heterogen dan anisotropi yang jelas, dengan mekanisme kegagalan yang lebih kompleks.Penelitian eksperimental dan teoretis pada berbagai jenis beban dapat memberikan pemahaman komprehensif tentang sifat mekaniknya, terutama bila diterapkan di bidang seperti alutsista dan dirgantara, yang memerlukan penelitian mendalam tentang karakteristik dan sifat mekaniknya untuk memenuhi kebutuhannya di bidang tersebut. lingkungan penggunaan.
Berikut ini memperkenalkan sifat mekanik dan analisis pasca kerusakan material komposit serat kaca, memberikan panduan untuk penerapan material ini.
(1) Sifat dan analisis tarik:
Penelitian telah menunjukkan bahwa sifat mekanik material komposit resin epoksi yang diperkuat serat kaca menunjukkan bahwa kekuatan tarik pada arah paralel material jauh lebih besar dibandingkan dengan arah vertikal serat.Oleh karena itu, dalam penggunaan praktis, arah serat kaca harus dijaga sekonsisten mungkin dengan arah tarik, dengan memanfaatkan sifat tariknya yang sangat baik.Dibandingkan dengan baja, kekuatan tariknya jauh lebih tinggi, namun kepadatannya jauh lebih rendah dibandingkan baja.Terlihat bahwa sifat mekanik komprehensif material komposit serat kaca relatif tinggi.
Penelitian telah menunjukkan bahwa peningkatan jumlah serat kaca yang ditambahkan ke material komposit termoplastik secara bertahap meningkatkan kekuatan tarik material komposit.Alasan utamanya adalah seiring dengan meningkatnya kandungan serat kaca, semakin banyak serat kaca dalam material komposit yang terkena gaya eksternal.Pada saat yang sama, karena bertambahnya jumlah serat kaca, matriks resin di antara serat kaca menjadi lebih tipis, sehingga lebih kondusif untuk konstruksi rangka yang diperkuat serat kaca.Oleh karena itu, Peningkatan kandungan serat kaca menyebabkan lebih banyak tegangan yang ditransfer dari resin ke serat kaca pada material komposit di bawah beban eksternal, sehingga secara efektif meningkatkan sifat tariknya.
Penelitian uji tarik material komposit poliester tak jenuh serat kaca menunjukkan bahwa modus kegagalan material komposit bertulang serat kaca adalah kegagalan kombinasi serat dan matriks resin melalui pemindaian mikroskop elektron pada bagian tarik.Permukaan retakan menunjukkan bahwa sejumlah besar serat kaca ditarik keluar dari matriks resin pada bagian tarik, dan permukaan serat kaca yang ditarik keluar dari matriks resin halus dan bersih, dengan sangat sedikit fragmen resin yang menempel pada permukaan. dari serat kaca, Kinerjanya adalah patah getas.Dengan meningkatkan antarmuka koneksi antara serat kaca dan resin, kemampuan penyematan keduanya ditingkatkan.Pada bagian tarik, sebagian besar fragmen resin matriks dengan ikatan serat kaca lebih banyak terlihat.Pengamatan perbesaran lebih lanjut menunjukkan bahwa sejumlah besar ikatan resin matriks pada permukaan serat kaca yang diekstraksi dan menyajikan susunan seperti sisir.Permukaan patahan menunjukkan patahan ulet, yang dapat mencapai sifat mekanik yang lebih baik.
(2) Kinerja dan analisis pembengkokan:
Uji kelelahan tekuk tiga titik dilakukan pada pelat searah dan badan pengecoran resin dari bahan komposit resin epoksi yang diperkuat serat kaca.Hasil penelitian menunjukkan bahwa kekakuan lentur keduanya terus menurun seiring bertambahnya waktu kelelahan.Namun, kekakuan lentur pelat searah yang diperkuat serat kaca jauh lebih tinggi dibandingkan dengan badan pengecoran, dan laju penurunan kekakuan lentur lebih lambat.Ada lebih banyak waktu kelelahan saat retakan muncul seiring berjalannya waktu, yang menunjukkan bahwa serat kaca memiliki efek yang lebih baik pada kinerja lentur matriks.
Dengan diperkenalkannya serat kaca dan peningkatan fraksi volume secara bertahap, kekuatan lentur material komposit juga meningkat.Ketika fraksi volume serat 50%, kekuatan lenturnya paling tinggi, yaitu 21,3% lebih tinggi dari kekuatan aslinya.Namun pada saat fraksi volume serat sebesar 80%, kekuatan lentur material komposit menunjukkan penurunan yang signifikan, yaitu lebih rendah dibandingkan kekuatan sampel tanpa serat.Secara umum diyakini bahwa, Rendahnya kekuatan material mungkin disebabkan oleh retakan mikro internal dan rongga yang menghalangi transfer beban efektif melalui matriks ke serat, dan di bawah gaya eksternal, retakan mikro dengan cepat meluas hingga membentuk patahan, yang pada akhirnya menyebabkan kerusakan. ikatan antarmuka bahan komposit serat kaca ini terutama bergantung pada aliran kental matriks serat kaca pada suhu tinggi untuk membungkus serat, dan serat kaca yang berlebihan sangat menghambat aliran kental matriks, menyebabkan kerusakan pada tingkat tertentu pada kontinuitas antara antarmuka.
(3) Kinerja ketahanan penetrasi:
Penggunaan material komposit yang diperkuat serat kaca berkekuatan tinggi untuk bagian muka dan belakang pelindung reaksi memiliki ketahanan penetrasi yang lebih baik dibandingkan dengan baja paduan tradisional.Dibandingkan dengan baja paduan, material komposit serat kaca untuk bagian depan dan belakang pelindung reaksi ledakan memiliki fragmen sisa yang lebih kecil setelah ledakan, tanpa kemampuan membunuh apa pun, dan sebagian dapat menghilangkan efek pembunuhan sekunder dari pelindung reaksi ledakan.
Waktu posting: 07 November 2023
