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聚氨酯復(fù)合材料電桿的結(jié)構(gòu)設(shè)計

一、混凝土電桿與聚氨酯樹脂電桿的優(yōu)缺點(diǎn)總結(jié):
1、混凝土電桿的優(yōu)缺點(diǎn)
a、混凝土因其價格低廉、絕緣性能好、無需維護(hù)而廣泛用作電桿。
b、但混凝土屬于脆性材料,抗拉強(qiáng)度低,使電桿的抗彎、抗震性能和抗沖擊性能差,在臺風(fēng)作用時,極易損壞,造成經(jīng)濟(jì)損失和人員傷害,也造成了供電中斷與電力維修困難。
c、混凝土結(jié)構(gòu)重量大,運(yùn)輸與安裝也不方便。(玻璃鋼離心風(fēng)機(jī)

2、聚氨酯樹脂的特點(diǎn)
a、聚氨酯(PU)的分子結(jié)構(gòu)中含有氨基甲酸酯基團(tuán)(—NH—COO—),擁有良好的力學(xué)性能(輕質(zhì)高強(qiáng)高模量,斷裂延伸率大,耐沖擊),優(yōu)異的耐酸堿、紫外線和大氣老化性能;成型方便、環(huán)保(無苯乙烯揮發(fā))。
b、纖維纏繞聚氨酯復(fù)合材料電桿的優(yōu)越性能:
質(zhì)量輕,容易運(yùn)輸、搬運(yùn)和安裝;
彎曲強(qiáng)度大,斷裂延伸率大,抵抗臺風(fēng)等的彎曲應(yīng)力;絕緣性能好;
耐候性能好,抵抗風(fēng)吹日曬等惡劣環(huán)境。(什么是玻璃鋼

二、聚氨酯復(fù)合材料電桿的結(jié)構(gòu)設(shè)計
1、復(fù)合材料產(chǎn)品設(shè)計特點(diǎn):材料結(jié)構(gòu)設(shè)計一體化。
a、性能設(shè)計:充分考慮最終產(chǎn)品的使用目的和使用條件,使設(shè)計出復(fù)合材料產(chǎn)品與設(shè)計要求相同。
b、結(jié)構(gòu)設(shè)計:強(qiáng)度、剛度與穩(wěn)定性計算。根據(jù)所承受的載荷及使用環(huán)境,設(shè)計出確保材料安全可靠經(jīng)濟(jì)的結(jié)構(gòu)尺寸。是選用不同材料,結(jié)合工藝,在各種載荷組合工況下的力學(xué)計算與鋪層的反復(fù)過程。
c、工藝設(shè)計:應(yīng)盡可能使結(jié)構(gòu)成型方便、成本低廉。(玻璃鋼離心式風(fēng)機(jī)
這三者相互關(guān)聯(lián),不能截然分開。結(jié)構(gòu)設(shè)計包含了材料設(shè)計的所有內(nèi)容,是復(fù)合材料產(chǎn)品合理設(shè)計和降低成本的關(guān)鍵。

2、復(fù)合材料電桿的結(jié)構(gòu)設(shè)計特點(diǎn)與必要性
a、雖然電桿的幾何形狀簡單,但和所有復(fù)合材料結(jié)構(gòu)一樣,材料為各向異性材料,極具可設(shè)計性。
b、電桿具有較大的錐度:1/75;纏繞工藝和等直桿不同,使得結(jié)構(gòu)設(shè)計中不同截面的材料參數(shù)和幾何參數(shù)不同。事實(shí)上,工藝參數(shù)的不同,導(dǎo)致材料的力學(xué)性能不同,也導(dǎo)致結(jié)構(gòu)力學(xué)行為的迥異。
c、規(guī)范中要求復(fù)合材料電桿的力學(xué)性能指標(biāo)相對較高,需要在滿足工藝條件,進(jìn)行嚴(yán)格的鋪層設(shè)計才能達(dá)到。
d、復(fù)合材料電桿的承載力一般需要實(shí)驗確定。如何根據(jù)承載力的需要進(jìn)行結(jié)構(gòu)設(shè)計,做到主動設(shè)計與優(yōu)化設(shè)計。這是復(fù)合材料結(jié)構(gòu)設(shè)計的最高境界。(玻璃鋼防腐風(fēng)機(jī)

3. 纏繞式聚氨酯復(fù)合材料電桿的結(jié)構(gòu)設(shè)計
a、準(zhǔn)備工作:由設(shè)計條件:氣候條件(如溫濕度等)、荷載、長度等,初步選擇電桿的標(biāo)準(zhǔn)荷載級別、制造工藝和原材料。以12m長、M級的電桿為例,以聚氨酯樹脂與E玻璃纖維為基體和增強(qiáng)纖維,采用定長纏繞成型工藝制作。(玻璃鋼護(hù)欄
b、初步鋪層設(shè)計:為達(dá)到標(biāo)準(zhǔn)要求的力學(xué)性能參數(shù),進(jìn)行初步的鋪層設(shè)計。
單層材料的力學(xué)性能由實(shí)驗得到,或者在實(shí)驗基礎(chǔ)上的理論計算得到;根據(jù)經(jīng)典層合板理論得到層合板的力學(xué)性能參數(shù),同時應(yīng)根據(jù)生產(chǎn)企業(yè)的工藝水平,結(jié)合實(shí)驗結(jié)果進(jìn)行適當(dāng)調(diào)整。
c、結(jié)構(gòu)計算:建立電桿結(jié)構(gòu)的有限元模型,進(jìn)行設(shè)計承載力作用下的結(jié)構(gòu)計算與分析。必要時調(diào)整鋪層設(shè)計。
d、根據(jù)用戶要求,進(jìn)行其他載荷工況下的電桿力學(xué)性能計算,如風(fēng)載作用下、地震載荷作用下的結(jié)構(gòu)強(qiáng)度、剛度與穩(wěn)定性分析,最終的目的是我們設(shè)計的電桿既滿足規(guī)范要求,也要滿足用戶的要求,使我們設(shè)計生產(chǎn)的復(fù)合材料產(chǎn)品安全服役。(玻璃鋼離心風(fēng)機(jī)選型

復(fù)合材料結(jié)構(gòu)設(shè)計與計算分析是一項多學(xué)科的復(fù)雜工作,必須與原材料、制備工藝、結(jié)構(gòu)實(shí)驗等結(jié)合起來。復(fù)合材料結(jié)構(gòu)設(shè)計與計算分析無疑將會使制品的設(shè)計更加科學(xué)、更加經(jīng)濟(jì)。它在復(fù)合材料行業(yè)中起到了關(guān)鍵性的不可替代的作用,也將為復(fù)合材料工業(yè)的發(fā)展起到重要作用。(玻璃鋼離心風(fēng)機(jī)參數(shù)表

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