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玻璃鋼制品設(shè)計(jì)原則
一、材料選擇
為滿足制品的性能要求，需要選擇合理的原材料；包括樹(shù)脂、玻璃纖維或其他纖維以及填料、顏料和其他添加材料。在選用這些材料時(shí)應(yīng)考慮以下因素：
1、制品的機(jī)械性能：如比強(qiáng)度的高低、相對(duì)密度大?。粚?duì)強(qiáng)度、剛性、沖擊性的要求；以誰(shuí)為主？疲勞壽命？是否承重等。據(jù)此可選擇樹(shù)脂和纖維并考慮纖維用量及分布方案。
2、制品的熱性能：如使用溫度、熱變形溫度、膨脹系數(shù)等。據(jù)此可選擇耐溫性不同的樹(shù)脂。
3、阻燃性能：是否要求阻燃自熄？阻燃等級(jí)。據(jù)此選用不同等級(jí)的阻燃樹(shù)脂。
4、耐化學(xué)性：接觸何種液體或氣體？是水溶液還是溶劑？是單一組分還是混合組分？使用溫度條件，接觸介質(zhì)的酸堿度及濃度等。據(jù)此可選用不同的耐化學(xué)性樹(shù)脂。
5、生物學(xué)要求：制品是否接觸食物？是否有細(xì)菌、微生物繁殖？是否有白蟻危害？據(jù)此選用特定的樹(shù)脂和后固化工藝。
6、電性能：包括擊穿電壓、電弧、電阻；表面電阻與體積電阻；介電常數(shù)，介電損耗等。
7、室外耐候性：是否長(zhǎng)期暴露于紫外線照射下？制品是否要經(jīng)受熱帶、寒帶或海洋、高山等氣候條件？
8、清晰度與顏色：制品是否要求透明、半透明或不透明？透光度、顏色怎樣要求？是否要抗黃變？制品表面有何要求？
9、制品的使用標(biāo)準(zhǔn)有哪些？對(duì)制品原材料有何規(guī)定？
二、工藝方法的選擇：
1、制品的尺寸大小，是屬于小件制品還是中型或大型制品？
2、允許一次設(shè)備投資多少？生產(chǎn)經(jīng)營(yíng)成本條件怎樣？
3、生產(chǎn)批量數(shù)。大批量生產(chǎn)如一次性生產(chǎn)在1萬(wàn)件以上和中等批量生產(chǎn)或小批量生產(chǎn)；其生產(chǎn)工藝不同，模具類(lèi)型不同，生產(chǎn)設(shè)備不同。
4、對(duì)表面光潔度要求，是單面還是雙面光滑？
5、制品厚度大小及變化情況。
6、制品構(gòu)型復(fù)雜程度。是否有反折邊、咬邊等？據(jù)此考慮模具形式。
7、表面構(gòu)型為平面、曲面或雙重曲面？對(duì)光滑度、平整度的要求？ 如要求高時(shí)需要低收縮、低輪廓樹(shù)脂和熱固化成型。
8、制品對(duì)棱角、直角、邊緣等的要求。允許最小圓角半徑。如要求高時(shí)要用模壓工藝。
9、制品是否要求使用膠衣？是否要求特定的鋪層工藝或夾層結(jié)構(gòu)？
10、是否要求纖維準(zhǔn)確排列以獲得特定的強(qiáng)度要求？
11、是否要求熱固化或后固化工藝〉
三、設(shè)計(jì)中應(yīng)注意的問(wèn)題：
1、玻璃纖維的排布：玻璃纖維在復(fù)合材料中的方向決定了制品強(qiáng)度的方向性。設(shè)計(jì)師必須考慮部件可能承受多方向的應(yīng)力以及材料應(yīng)有的構(gòu)型和截面。
2、確定合理的安全系數(shù)：安全系數(shù)為極限強(qiáng)度與許用應(yīng)力的比值。因纖維增強(qiáng)塑料缺乏標(biāo)準(zhǔn)的強(qiáng)度值，而且實(shí)測(cè)分散性較大；故在確定安全系數(shù)時(shí)要仔細(xì)分析，并考慮以下因素：
①對(duì)負(fù)荷分析計(jì)算得準(zhǔn)確時(shí)可采用較低的安全系數(shù)。 ②對(duì)應(yīng)力的分析計(jì)算準(zhǔn)確時(shí)可適當(dāng)降低安全系數(shù)。
③纖維增強(qiáng)塑料的質(zhì)地與尺寸均勻可選用較低的安全系數(shù)。
④如為長(zhǎng)時(shí)間負(fù)載、沖擊負(fù)載、反復(fù)換向負(fù)載等就要降低許用應(yīng)力，提高安全系數(shù)。
⑤如可能造成人身傷亡或貴重儀器設(shè)備損壞時(shí)要適當(dāng)提高安全系數(shù)。
一般設(shè)計(jì)用玻璃鋼極限強(qiáng)度可取實(shí)測(cè)平均值的70%左右。在取許用應(yīng)力時(shí)應(yīng)考慮構(gòu)件的安全荷載并采用適當(dāng)?shù)陌踩禂?shù)。
б極
許用應(yīng)力 т許 = ———
k
т許——許用應(yīng)力 б極——極限強(qiáng)度 k——安全系數(shù) 一般情況k=2，長(zhǎng)期靜荷載k=4，重復(fù)沖擊荷載k=6～10。
3、部件的厚度、轉(zhuǎn)角、邊緣、鑲嵌、加筋等處理：設(shè)計(jì)中要處理好這些細(xì)節(jié)，否則將為生產(chǎn)操作造成困難。
①部件的厚度會(huì)影響制品的機(jī)械強(qiáng)度、材料成本、生產(chǎn)效率；也會(huì)因放熱溫度變化而影響產(chǎn)品質(zhì)量。在生產(chǎn)厚壁部件時(shí)，必須小心不因反應(yīng)放熱積聚而使制件變色、變形或產(chǎn)生收縮波紋。
②邊緣、法蘭要有足夠的剛度，尺寸大時(shí)法蘭邊緣要另加強(qiáng)以保證剛度。部件各處轉(zhuǎn)角最小半徑如下：
手糊與噴射成型：6mm。壓力與真空袋壓成型：12mm，預(yù)混與對(duì)模成型：3mm，SNC、BMC：0.5mm
③鑲嵌件裝配時(shí)需要有金屬鑲嵌件預(yù)埋在部件中。
④加強(qiáng)筋：在平板型部件上作加強(qiáng)筋時(shí)，應(yīng)在平板固化后再作，以免因加強(qiáng)筋收縮而造成背面沉陷變形。
4、充分考慮模具的復(fù)雜程度以及鋪層、脫模等操作和部件組裝的難易程度。盡量做到：模具易于加工，鋪層及脫模操作簡(jiǎn)便，部件有足夠的錐度、盡量不設(shè)或減少咬邊，結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)化，易于裝配。
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