Quelle est la fonction des rubans unidirectionnels en fibre de verre

Ruban en fibre de verre unidirectionnelest un matériau de renforcement dans lequel les fibres sont fortement orientées dans une seule direction. Sa fonction principale est de fournir une résistance, une rigidité et un renforcement structurel extrêmement élevés dans une direction spécifiée, tout en garantissant légèreté et fonctionnalisation. Il est largement utilisé dans des secteurs tels que la construction, les nouvelles énergies et le transport ferroviaire. Sa fonction peut être divisée en deux dimensions : la fonction structurelle de base et la fonction fonctionnelle de scène segmentée, comme suit :

1、 Fonction de structure de base (fonction de base)

Amélioration ciblée de haute intensité

Les fibres de verre sont disposées parallèlement les unes aux autres dans une seule direction sans perte de tissage croisé. Les propriétés mécaniques sont fortement concentrées dans la direction des fibres, et la résistance à la traction et le module élastique sont beaucoup plus élevés que ceux du tissu en fibre de verre tissé. Il peut fournir un renforcement ciblé dans la direction de contrainte du composant, résoudre le problème de résistance locale ou globale insuffisante et obtenir d'excellentes performances de résistance par unité de poids, obtenant ainsi l'effet de renforcement consistant à « remplacer le poids par la lumière ».

Contrôle précis des propriétés mécaniques

Selon les caractéristiques de contrainte du composant (telles que la tension uniaxiale, la flexion et la résistance à la torsion), la direction de pose, le nombre de couches et l'épaisseur du ruban de fibre de verre peuvent être sélectionnés de manière flexible pour contrôler avec précision les propriétés mécaniques du composant dans différentes directions, éviter le gaspillage de matériaux dans des directions sans contrainte et optimiser l'efficacité de la conception structurelle.

Alternatives légères aux matériaux traditionnels

La densité est bien inférieure à celle des matériaux métalliques tels que l’acier et les alliages d’aluminium. Avec les mêmes exigences de résistance, le poids des composants composites renforcés par des bandes de fibre de verre unidirectionnelles peut être réduit de 30 à 70 %, tout en conservant, voire en améliorant les performances structurelles. C’est l’un des matériaux de base pour une conception légère.

Stabilité dimensionnelle et résistance à la déformation

La fibre de verre elle-même a un coefficient de dilatation thermique extrêmement faible. La structure d'agencement unidirectionnelle réduit encore la déformation anisotrope du matériau, supprimant efficacement la déformation et la déformation en traction du composant sous les changements de température et les forces externes, garantissant ainsi la précision dimensionnelle et la stabilité à long terme du composant.

2、Le rôle fonctionnel spécifique des scénarios de segmentation

1. Domaine de la fabrication industrielle et des matériaux composites

Renforcement des pales d'éoliennes/composants photovoltaïques : utilisé pour le renforcement structurel des poutres principales, des plaques d'âme, des cadres photovoltaïques et des supports de pales d'éoliennes, pour améliorer la résistance à la charge de vent et à la déformation, tout en réduisant le poids total des pales et des modules photovoltaïques, et en s'adaptant à la tendance à grande échelle et légèreté.

Allègement automobile/transport ferroviaire : appliqué aux coques de batteries de véhicules à énergie nouvelle, aux châssis de véhicules, aux intérieurs/composants structurels des cabines de transport ferroviaire, tout en répondant aux exigences d'intensité des collisions et des vibrations, en réduisant le poids du véhicule pour améliorer l'autonomie et réduire la consommation d'énergie.

Prévention de la corrosion et renforcement des pipelines/réservoirs de stockage : Enroulé autour des parois extérieures des pipelines de pétrole et de gaz et des réservoirs de stockage de produits chimiques, il fournit un support de résistance structurelle et utilise la résistance à la corrosion de la fibre de verre pour empêcher la corrosion et les fuites des pipelines, prolonger la durée de vie et remplacer les couches de renfort métalliques traditionnelles.

2. Domaine du renforcement et de la restauration des bâtiments

Renfort de structure en béton : collé sur la zone de traction des poutres, dalles, colonnes et murs de cisaillement, remplaçant la technologie traditionnelle de renforcement par liaison en acier, améliorant la résistance à la flexion, au cisaillement et aux séismes des composants en béton, une construction pratique et n'augmentant pas le poids propre excessif des composants, adapté au renforcement et à la rénovation des bâtiments et des ponts anciens.

Renforcement de la structure en maçonnerie : utilisé pour le renforcement sismique des murs en briques et des murs en blocs, améliorant l'intégrité globale et la résistance aux fissures du mur et réduisant le risque d'effondrement du mur sous des forces externes telles que les tremblements de terre.

3. Domaine électrique et isolation

Isolation électrique haute tension : Utilisant les excellentes propriétés d'isolation de la fibre de verre comme matériau de renforcement d'isolation pour les câbles, transformateurs et appareillages haute tension, la structure d'agencement unidirectionnelle peut s'adapter au processus de moulage des composants d'enroulement de câble et d'isolation de transformateur, tout en améliorant la résistance mécanique de la structure d'isolation et en évitant d'endommager la couche d'isolation.

Renforcement du substrat électronique : utilisé comme couche de renforcement pour les stratifiés et les panneaux isolants haut de gamme cuivrés, assurant la stabilité dimensionnelle et la résistance mécanique du substrat, et s'adaptant au traitement de précision et à l'utilisation à long terme des composants électroniques.

4. Domaine de l'aérospatiale et des équipements haut de gamme

Amélioration légère des composants d'aviation : appliquée aux intérieurs d'avions, aux structures porteuses secondaires, aux corps/ailes de drones, réduisant considérablement le poids de l'équipement et améliorant les performances de vol et la capacité de charge tout en répondant aux exigences de résistance de qualité aéronautique et de retardateur de flamme.

Équipement sportif haut de gamme : utilisé pour le renforcement directionnel des cannes à pêche, des clubs de golf, des arcs composites en fibre de carbone, etc., offrant une résistance et une ténacité ultimes dans la direction de la force, tout en garantissant la légèreté et la maniabilité de l'équipement.

5. Autres applications fonctionnelles

Résistance aux fissures et anti-infiltration : utilisé pour améliorer la résistance aux fissures des couches de base imperméables sur les surfaces routières, les tabliers de pont et les toits, en supprimant l'extension des fissures de la couche de base et en améliorant les capacités anti-infiltration avec des revêtements imperméables ; Il peut également être utilisé pour sceller et renforcer les interfaces de pipelines et les joints de dilatation des bâtiments.

Protection thermique et maintien de la taille : dans des conditions de température élevée (telles que les revêtements de fours industriels et les composants d'isolation des moteurs), une structure de protection thermique est formée en se combinant avec le matériau de base, tout en s'appuyant sur un faible coefficient de dilatation pour maintenir la taille des composants et éviter la déformation et la défaillance à haute température.