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复合Struts是否适合于引渡环境?

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Super X-Strut 重型车辆稳定支柱 4如果您正在考虑使用拉挤玻璃纤维增强聚合物(FRP)复合支柱,请考虑以下几点。我们要确保你不仅熟悉这种材料的优点,而且也熟悉其不太理想的特性。有了这些知识,您就可以在支杆材料的选择上做出明智的决定。我们鼓励您为您的特定应用选择最安全和最合理的材料。您应该充分了解一些环境、处理、储存和应用方面的问题,这些问题不仅可以增加复合材料支杆的使用寿命,还可以为您提供关键的生命安全信息,使您避免陷入灾难性的局面。在密苏里大学的一篇文章中,Antonio Nanni指出,"在错误的应用中使用FRP,就像把方钉敲进圆孔"。

你对复合支柱的兴趣很有可能是由于一些营销炒作,把复合支柱吹嘘成 "比钢更强"、不导电、重量轻等等。 上述说法有一定的道理,但你需要了解全部的事实,才能做出有根据的选择。

复合Struts是否适合于引渡环境?

摘自: https://apps.dtic.mil/dtic/tr/fulltext/u2/a403282.pdf

关于拉挤玻璃钢复合材料相对于钢材的强度,复合材料工程师建议,复合材料的横截面积应该是类似钢结构横截面积的三倍左右,才能达到同等强度。换句话说,为了与壁厚为1/8英寸的2英寸方形钢管的强度相匹配,你需要一个壁厚约为3/8英寸的2英寸方形复合材料管。单位对单位的钢比大多数FRP拉挤的复合材料更强。

上图是Res-Q-Jack的FRP(玻璃纤维增强聚合物)复合材料原型。由于测试结果不佳,Res-Q-Jack得出结论,这种材料在解救环境中没有用武之地。

当涉及到横向冲击负荷时,拉挤的玻璃钢复合材料表现不佳。这些材料是你不希望掉在物体上或掉在物体上的。在一个简单的测试中,一个6磅重的圆形重物从腰部高度落到一块2.5英寸的方形FRP拉挤复合管上,管壁厚1/4英寸。该材料被冲击破坏。在2.25英寸见方、壁厚1/8英寸的镀锌钢管上进行同样的试验,也没有产生什么影响。复合材料世界中的另一个问题是钉子的连接。由于孔的承受应力能力较低,在紧固件的选择和连接设计方面必须非常小心。销钉和孔必须是大直径的,以便在更大的壁面面积上分散承载负荷。另一方面,钢可以承受更大的紧固件承载负荷。一个直径为3/8英寸的销子在双重剪切作用下,将粉碎2英寸方形FRP拉挤复合管的侧壁,其壁厚为1/4英寸,约为6,000磅。

如果你的应用环境涉及磨损,你可能想避免使用复合材料。拉挤玻璃钢复合管非常容易受到磨蚀性磨损。这种材料与任何磨蚀性材料如沥青、混凝土或其他材料之间的滑动接触会损坏管材表面。出现的划痕或刨痕会去除有助于抗紫外线和保护纤维的保护性面纱。磨损可能很严重,以至于管子的强度受到质疑。有报告称,磨损是由运输过程中支撑架和复合支撑架之间的振动接触造成的。观察到的磨损是一个横跨管壁的水平凹槽。凹陷的深度约为1/16"。如果使用1/4英寸的壁材,这相当于壁厚的25%。类似于用于复合SCBA气瓶的保护套可能是解决与储存有关的磨损的一个好办法。

摘自: http://citeseerx.ist.psu.edu/viewdoc/download?doi=10.1.1.165.1163&rep=rep1&type=pdf

湿气也会给复合材料带来问题。当所有暴露的表面都被密封且无损坏时,水、油、燃料和体液等液体通常会被阻止进入拉挤的玻璃钢复合材料。然而,用于稳定支柱的复合材料管子的两端被切开暴露在外,交叉钻孔,如果在像引渡这样的恶劣环境中使用,它们很可能有磨蚀和/或冲击损伤。这些都是水源或潮湿环境中的水分进入基体并占据空隙的途径。水分会导致复合材料的膨胀。对于紧密配合的伸缩管部分,这可能导致伸缩能力的问题。嵌入支杆中的水分也会通过降低材料的电绝缘能力而影响介电强度。根据水的碱性和纤维类型,水分可能对纤维产生腐蚀作用。复合材料中的水分可以在干燥箱中去除。

摘自: http://citeseerx.ist.psu.edu/viewdoc/download?doi=10.1.1.165.1163&rep=rep1&type=pdf

玻璃钢复合材料可能含有延缓紫外线相关影响的添加剂。这种保护性的添加剂应该能保持一段时间,尽管它的效果会随着时间的推移而衰减。然而,表面损坏会使保护层消失,使紫外线辐射成为一个问题。"纤维绽放 "是紫外线损伤的一种形式。

摘自: https://www.wernerco.com/docs/default-source/literature/gm6070-fg-techmanual.pdf?sfvrsn=dda06ff2_2

高温可能是复合材料的一个问题。我们并不关心空气温度,而是关心沥青温度和支座可能被放置的近地面温度。高温会降低复合材料的强度。根据一家玻璃钢管制造商的说法,100°F会使强度降低15%,125°F会使强度降低30%,而150°F会使强度降低50%。当空气温度为120°F时,凤凰城的道路表面温度是多少?一个资料显示,在阳光直射下,86°F的空气温度可能会产生131°F的路面。

关于使用FRP拉挤复合材料作为电绝缘体。是的,如果材料清洁、干燥、无损坏,玻璃钢复合材料是很好的电绝缘体。如上所述,水分和污染会大大降低材料的绝缘能力。

不管有哪些问题会对绝缘能力产生不利影响,在有电击危险的情况下,如果消防员在与车辆接触时拿着一个没有绝缘的钢制端头的绝缘支杆,那就没有什么好处。

导电性能应该是一个不存在的问题,不仅是由于上述原因,而且仅仅是由于故意稳定带电的车辆是可笑的。如果救援人员不知道车辆是带电的,那么他或她在与车辆接触时手里拿着一个没有绝缘的支柱头,就会有麻烦。支杆的材料并不重要。人们仍然必须考虑将基础约束装置固定在车辆上的挑战。底线是支柱的介电强度不是一个问题。

考虑到上述情况,我们不建议在日常车辆救援中使用拉挤玻璃钢复合支柱,因为环境对这种材料来说实在是太恶劣了,这一点应该不奇怪。然而,这些轻质支撑杆可能是你可能遇到的另一个特定救援行动的解决方案。在这种情况下,如果支柱必须被运到很远的地方才能到达现场,比如一些野外的情况,有一套这样的支柱可能会很有用。

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