聚氨酯复合材料电杆的结构设计

一、混凝土电杆与聚氨酯树脂电杆的优缺点总结:
1、混凝土电杆的优缺点
a、混凝土因其价格低廉、绝缘性能好、无需维护而广泛用作电杆。
b、但混凝土属于脆性材料,抗拉强度低,使电杆的抗弯、抗震性能和抗冲击性能差,在台风作用时,极易损坏,造成经济损失和人员伤害,也造成了供电中断与电力维修困难。
c、混凝土结构重量大,运输与安装也不方便。(玻璃钢离心风机

2、聚氨酯树脂的特点
a、聚氨酯(PU)的分子结构中含有氨基甲酸酯基团(—NH—COO—),拥有良好的力学性能(轻质高强高模量,断裂延伸率大,耐冲击),优异的耐酸碱、紫外线和大气老化性能;成型方便、环保(无苯乙烯挥发)。
b、纤维缠绕聚氨酯复合材料电杆的优越性能:
质量轻,容易运输、搬运和安装;
弯曲强度大,断裂延伸率大,抵抗台风等的弯曲应力;绝缘性能好;
耐候性能好,抵抗风吹日晒等恶劣环境。(什么是玻璃钢

二、聚氨酯复合材料电杆的结构设计
1、复合材料产品设计特点:材料结构设计一体化。
a、性能设计:充分考虑最终产品的使用目的和使用条件,使设计出复合材料产品与设计要求相同。
b、结构设计:强度、刚度与稳定性计算。根据所承受的载荷及使用环境,设计出确保材料安全可靠经济的结构尺寸。是选用不同材料,结合工艺,在各种载荷组合工况下的力学计算与铺层的反复过程。
c、工艺设计:应尽可能使结构成型方便、成本低廉。(玻璃钢离心式风机
这三者相互关联,不能截然分开。结构设计包含了材料设计的所有内容,是复合材料产品合理设计和降低成本的关键。

2、复合材料电杆的结构设计特点与必要性
a、虽然电杆的几何形状简单,但和所有复合材料结构一样,材料为各向异性材料,极具可设计性。
b、电杆具有较大的锥度:1/75;缠绕工艺和等直杆不同,使得结构设计中不同截面的材料参数和几何参数不同。事实上,工艺参数的不同,导致材料的力学性能不同,也导致结构力学行为的迥异。
c、规范中要求复合材料电杆的力学性能指标相对较高,需要在满足工艺条件,进行严格的铺层设计才能达到。
d、复合材料电杆的承载力一般需要实验确定。如何根据承载力的需要进行结构设计,做到主动设计与优化设计。这是复合材料结构设计的最高境界。(玻璃钢防腐风机

3. 缠绕式聚氨酯复合材料电杆的结构设计
a、准备工作:由设计条件:气候条件(如温湿度等)、荷载、长度等,初步选择电杆的标准荷载级别、制造工艺和原材料。以12m长、M级的电杆为例,以聚氨酯树脂与E玻璃纤维为基体和增强纤维,采用定长缠绕成型工艺制作。(玻璃钢护栏
b、初步铺层设计:为达到标准要求的力学性能参数,进行初步的铺层设计。
单层材料的力学性能由实验得到,或者在实验基础上的理论计算得到;根据经典层合板理论得到层合板的力学性能参数,同时应根据生产企业的工艺水平,结合实验结果进行适当调整。
c、结构计算:建立电杆结构的有限元模型,进行设计承载力作用下的结构计算与分析。必要时调整铺层设计。
d、根据用户要求,进行其他载荷工况下的电杆力学性能计算,如风载作用下、地震载荷作用下的结构强度、刚度与稳定性分析,最终的目的是我们设计的电杆既满足规范要求,也要满足用户的要求,使我们设计生产的复合材料产品安全服役。(玻璃钢离心风机选型

复合材料结构设计与计算分析是一项多学科的复杂工作,必须与原材料、制备工艺、结构实验等结合起来。复合材料结构设计与计算分析无疑将会使制品的设计更加科学、更加经济。它在复合材料行业中起到了关键性的不可替代的作用,也将为复合材料工业的发展起到重要作用。(玻璃钢离心风机参数表

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