Модулна и якост на опън на армиращи влакна за композитни материали от въглеродни влакна, стъклени влакна и кевларни влакна

Понастоящем, като общо подсилващо влакно за композитни материали, обикновено има три вида: въглеродни влакна, стъклени влакна и кевлар (арамид) влакна.  

Когато се използва за композитна армировка, влакното може да определи стандарта на производителността на материала и е отговорно за носещата роля в проектирането на конструкцията, докато смолата матрица е главно отговорна за прехвърлянето на товара към влакното. Накратко, изборът на тип влакна е неразделна част от процеса на проектиране.

За горните три вида подсилващи влакна често има хиляди свойства, които трябва да бъдат претеглени, когато се решава кой материал да се използва за даден проект.  

При избора на влакно, фактори и характеристики като модул на влакното, якост на опън, якост на натиск, здравина, твърдост, електрическа проводимост и химически / корозия

Въпреки че има хиляди свойства на материала, от които да избирате, изборът на правилното влакно в началото на проектирането на проекта ефективно ще облекчи предизвикателствата по време на проекта и ще посочи най-добрите суровини. Като цяло композитните конструкции използват повече от един тип влакна, за да отговорят на проектните изисквания, необходими за крайната употреба. Въпреки че има безброй свойства на влакната, които могат допълнително да определят крайната употреба на конструктивна част, следните разширени функции предоставят усъвършенствани функции за определяне на целите на проектирането:

Влакновият модул се отнася до промяната на дължината, преживяна от влакното, когато е подложена на повишено натоварване.  

Това натоварване може да бъде натиск или опън. Методът на изчисление е напрежението разделено на напрежението. Модулът обикновено показва твърдостта на материала. При дадена крива напрежение/напрежение, тя се нарича наклон на права линия.

Повечето влакна са класифицирани по модул, защото помага да се определи твърдостта на композитния материал. Като цяло композитните материали, използващи въглеродни влакна, стъклени влакна и кевлар, са класифицирани като чупливи материали. В сравнение с повече пластмасови материали или нечупливи материали, почти няма разтягане при прекъсване.

Устойчивостта на опън е способността на материала да издържа на натоварвания при опъване.  

Това е максималната сила или натоварване, приложено преди влакното да бъде трайно деформирано. Както е показано на фигурата, въглеродните влакна имат предимства в якост и съотношение якост-тегло. Например, съотношението якост-тегло на Торай е толкова високо, колкото 3266, което е посочено в таблицата. Най-високата стойност от всички армиращи влакна. Въпреки това, има значителна разлика между стъклени влакна и стъклени влакна.

По отношение на плътността, кевлар е най-лекият материал. Както е показано в таблицата по-горе, насипната плътност на кевлар влакна е само 1.44г / см ^3. Въпреки че кевлар има най-ниска крайна якост, по отношение на съотношението якост към тегло, той надвишава тази на стъклените влакна, но е малко по-ниска от въглеродните влакна. От икономическа гледна точка, ако крайната якост е единственият критерий за проектиране, тогава стъклените влакна са първият избор.