论文总字数：12555字

摘 要

玻璃钢（FRP）亦称作GRP，一般指用玻璃纤维作为增强材料，不饱和聚脂、环氧树脂等作为基体。用玻璃纤维来增强塑料，称为玻璃纤维增强塑料，也称之为玻璃钢。由于基体材料使用的不同，因此有聚酯玻璃钢、环氧玻璃钢、酚醛玻璃钢之称。因为基体质量轻，不导电，化学性质稳定，所以被广泛应用于玻璃钢管的设计。

本文介绍了玻璃钢的发展及趋势，玻璃钢管的设计及工艺流程。具体介绍了如何根据玻璃钢管的使用性能进行原材料的选择、结构设计、强度设计。了解缠绕管道工艺流程，玻璃钢架空管道管径250mm，离地高度3.5m，支撑架距：4000mm，传送介质：HCL和H₂SO₄的高浓度混合液，比重：1.3g/cm³，常温传送，工作压力0.8MPa，安全系数取10。对学生的要求：能够根据产品特性选择原材料，对产品进行设计，熟悉玻璃钢原材料的特性及应用。

关键词：玻璃纤维 玻璃钢管 缠绕 设计

Abstract

Fiberglass (FRP) also known as GRP, the fiber-reinforced plastic, generally refers to glass fiber reinforced unsaturated polyester, epoxy and phenolic resin matrix. Or products made of glass fiber reinforced plastic reinforcing material, the title for the glass fiber reinforced plastic, fiberglass or title. As the resin used in different varieties, it is glass fiber reinforced polyester, epoxy glass, steel, glass fiber reinforced phenolic known. Light and hard, non-conductive, no chemical corrosion,so it is widely use in glass tube.

This paper introduces the development and trend of glass fiber reinforced plastic,glass steel pipe design and technological process.Specifically describes how to use of properties of glass steel pipe.Learn winding pipeline process,FRP overhead pipes diameter 250mm, height above ground 3.5m, support bracket distance: 4000mm,the transmission medium: HCl and H₂SO⁴ high concentration of the mixture,specific gravity: 1.3g/cm³,normal transmission,working pressure 0.8MPa,a safety factor of 10.Requirements for students: the ability to choose based on product characteristics of raw materials,product design,familiar with the characteristics and application of FRP materials.

Keywords: Glass fiber;Glass steel tube ;Winding;Design

摘 要 I

Abstract II

第一章 文献综述 1

1.1 引言 1

1.2 玻璃钢简介 1

1.3缠绕成型技术简介 1

1.5纤维缠绕原材料发展状态 3

1.6纤维缠绕设备发展状态 3

第二章 设计要求及生产工艺 5

2.1 设计要求 5

2.2.1 缠绕用纤维 5

2.2.2缠绕用树脂 5

2.2.3浸胶方法和浸胶量的控制 6

2.2.4张力的影响 6

2.2.5纱片宽度及缠绕速度 7

2.2.6固化制度 7

第三章 设计过程 9

3.1.原材料的选择 9

3.2 产品设计 10

3.2.2安环向强度计算管壁厚度 10

3.2.3校核轴向强度 10

3.2.4刚度校核 11

3.3 产品外观设计 12

3.3.1CATIA制图步骤 12

3.3.2 产品的设计图 12

第四章 结论与展望 16

4.1 结论 16

4.2 展望 16

参考文献 17

致 谢 19

第一章 文献综述

1.1 引言

玻璃钢（FRP），一般指用玻璃纤维作为增强材料，不饱和聚脂、环氧树脂等作为基体。工业生产中，用玻璃纤维来增强树脂称为玻璃纤维增强树脂，也称之为玻璃钢。

1.2 玻璃钢简介

玻璃钢有很强的耐腐蚀性，能经受海水的腐蚀，也能经受一般的工业溶液的腐蚀，如硫酸，氢氧化钠溶液等。玻璃钢可以分为好多种，其区分的依据是根据纤维和树脂组合的不同。目前，应用的最多的是环氧树脂和不饱和树脂作为基体的玻璃钢，这种玻璃钢具有良好的性能。玻璃纤维的耐腐蚀性，刚性都比较好，用环氧树脂浸泡后，会形成玻璃钢的一种，这种材料的韧性强，热导率小，伸缩率低，所以是一种非常优良的材料。

玻璃钢虽然非常硬但是容易破碎，透明度也高，也能够抗高温、 抗耐腐蚀等性能；同时钢铁也具有玻璃钢硬且抗高温的性能。于是工程师们开始开发一种既具有具有钢铁一样坚硬的特点，又能抗腐蚀和高温的材料，那这种材料一定会有很大的用途。在如今玻璃钢行业的发展中，增强材料已经得到广泛的使用，如今已经研发出性能更好的碳纤维、硼纤维、芳纶纤维等，无疑地，碳纤维这些优良的增强材料所制成的材料，用传统的玻璃钢的名称命名就无法区分它们各自的性能，所以统称它们为玻璃复合材料。

1.3缠绕成型技术简介

缠绕成型工艺^[1]是在缠绕时将纤维浸过树脂胶液，然后按照所需的要求缠绕在芯模上，经过一段时间的固化，最后脱模来获得产品。缠绕方法有干法缠绕、湿法缠绕和半干法缠绕^[2,3,4]，这三种方法是最常用的方法。内侧法^[5]也是缠绕法制备玻璃钢管的一种。

1.4缠绕成型工艺的特点及分类

1. 优点：

①产品的受力状况不同，所以用的缠绕方法也就不同，纤维的强度才能够充分展现；

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