聚氨酯復合材料電桿的結構設計

                                    一、混凝土電桿與聚氨酯樹脂電桿的優缺點總結:
                                    1、混凝土電桿的優缺點
                                    a、混凝土因其價格低廉、絕緣性能好、無需維護而廣泛用作電桿。
                                    b、但混凝土屬于脆性材料,抗拉強度低,使電桿的抗彎、抗震性能和抗沖擊性能差,在臺風作用時,極易損壞,造成經濟損失和人員傷害,也造成了供電中斷與電力維修困難。
                                    c、混凝土結構重量大,運輸與安裝也不方便。(玻璃鋼離心風機

                                    2、聚氨酯樹脂的特點
                                    a、聚氨酯(PU)的分子結構中含有氨基甲酸酯基團(—NH—COO—),擁有良好的力學性能(輕質高強高模量,斷裂延伸率大,耐沖擊),優異的耐酸堿、紫外線和大氣老化性能;成型方便、環保(無苯乙烯揮發)。
                                    b、纖維纏繞聚氨酯復合材料電桿的優越性能:
                                    質量輕,容易運輸、搬運和安裝;
                                    彎曲強度大,斷裂延伸率大,抵抗臺風等的彎曲應力;絕緣性能好;
                                    耐候性能好,抵抗風吹日曬等惡劣環境。(什么是玻璃鋼

                                    二、聚氨酯復合材料電桿的結構設計
                                    1、復合材料產品設計特點:材料結構設計一體化。
                                    a、性能設計:充分考慮最終產品的使用目的和使用條件,使設計出復合材料產品與設計要求相同。
                                    b、結構設計:強度、剛度與穩定性計算。根據所承受的載荷及使用環境,設計出確保材料安全可靠經濟的結構尺寸。是選用不同材料,結合工藝,在各種載荷組合工況下的力學計算與鋪層的反復過程。
                                    c、工藝設計:應盡可能使結構成型方便、成本低廉。(玻璃鋼離心式風機
                                    這三者相互關聯,不能截然分開。結構設計包含了材料設計的所有內容,是復合材料產品合理設計和降低成本的關鍵。

                                    2、復合材料電桿的結構設計特點與必要性
                                    a、雖然電桿的幾何形狀簡單,但和所有復合材料結構一樣,材料為各向異性材料,極具可設計性。
                                    b、電桿具有較大的錐度:1/75;纏繞工藝和等直桿不同,使得結構設計中不同截面的材料參數和幾何參數不同。事實上,工藝參數的不同,導致材料的力學性能不同,也導致結構力學行為的迥異。
                                    c、規范中要求復合材料電桿的力學性能指標相對較高,需要在滿足工藝條件,進行嚴格的鋪層設計才能達到。
                                    d、復合材料電桿的承載力一般需要實驗確定。如何根據承載力的需要進行結構設計,做到主動設計與優化設計。這是復合材料結構設計的最高境界。(玻璃鋼防腐風機

                                    3. 纏繞式聚氨酯復合材料電桿的結構設計
                                    a、準備工作:由設計條件:氣候條件(如溫濕度等)、荷載、長度等,初步選擇電桿的標準荷載級別、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纖維,采用定長纏繞成型工藝制作。(玻璃鋼護欄
                                    b、初步鋪層設計:為達到標準要求的力學性能參數,進行初步的鋪層設計。
                                    單層材料的力學性能由實驗得到,或者在實驗基礎上的理論計算得到;根據經典層合板理論得到層合板的力學性能參數,同時應根據生產企業的工藝水平,結合實驗結果進行適當調整。
                                    c、結構計算:建立電桿結構的有限元模型,進行設計承載力作用下的結構計算與分析。必要時調整鋪層設計。
                                    d、根據用戶要求,進行其他載荷工況下的電桿力學性能計算,如風載作用下、地震載荷作用下的結構強度、剛度與穩定性分析,最終的目的是我們設計的電桿既滿足規范要求,也要滿足用戶的要求,使我們設計生產的復合材料產品安全服役。(玻璃鋼離心風機選型

                                    復合材料結構設計與計算分析是一項多學科的復雜工作,必須與原材料、制備工藝、結構實驗等結合起來。復合材料結構設計與計算分析無疑將會使制品的設計更加科學、更加經濟。它在復合材料行業中起到了關鍵性的不可替代的作用,也將為復合材料工業的發展起到重要作用。(玻璃鋼離心風機參數表

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