FRP複合材の特性
繊維強化ポリマーのユニークな機械的特性
A.＆F.ミヒラー/フォトライブラリ/ゲッティイメージズ
繊維強化ポリマー (FRP) 複合材は、さまざまな用途で使用されています。それらの機械的特性は、成形された製品に独自の利点をもたらします。 FRP 複合材料は、次のような優れた機械的特性を備えています。
- 耐衝撃性
- 力
- 剛性
- 柔軟性
- 荷物を運ぶ能力
FRP 材料から製品を設計する場合、エンジニアは、与えられた複合材料の既知の特性を計算する高度な複合材料ソフトウェアを使用します。 FRP 複合材料の機械的特性を測定するために使用される一般的な試験には、次のようなものがあります。
- せん断剛性
- 引張り
- 柔軟な弾性率
- 影響
FRP複合材料の成分
FRP複合材の2大要素は樹脂と補強材です。補強なしで硬化した熱硬化性樹脂は、ガラスのような性質と外観をしていますが、非常に脆いことがよくあります。などの強化繊維を加えることで カーボンファイバー 、ガラス、またはアラミド、特性が大幅に改善されます。
さらに、強化繊維を使用すると、複合材料に異方性特性を持たせることができます。つまり、複合材は、繊維強化の方向に応じて、さまざまな方向にさまざまな特性を持つように設計できます。
アルミニウム、スチール、その他の金属は等方性を持っています。つまり、すべての方向に等しい強度を持っています。異方性特性を備えた複合材料は、応力の方向に追加の補強を持つことができ、これにより軽量でより効率的な構造を作成できます。
たとえば、すべてを備えた引き抜きロッド グラスファイバー 同じ平行方向の補強材は、150,000 PSI 以上の引張強度を持つ可能性があります。一方、ランダムに切り刻まれた繊維の同じ領域を持つロッドは、約 15,000 PSI の引張強度しかありません。
FRP 複合材と金属のもう 1 つの違いは、衝撃に対する反応です。金属は衝撃を受けると折れたりへこんだりします。 FRP複合材には降伏点がなく、へこみません。