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引论:弹弓属于先进复合材料,其基材能够利用它们的整个分子链当作一个能量吸收体,归因于它们的端基活性点,拥有多出一般复合材料30%的抗应力和抗应变,能够吸收70%以上的外来冲击能量,它采用的特种纤维,只存在弹性变形,是完全弹性体,故弹弓性能对它选基材和工艺相当重要。
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A:弹弓理论计算的临界条件
- 1、弹弓完成一个弹跳循环的时限约为1秒。
- 2、测试时弹弓最大压缩量320mm(说明:弹跳鞋本身的最大压缩量为250mm,为测试弹弓各项疲劳指标,通过增加压缩量,综合评论各项指标)
- 3、弹跳的最大高度2m。
- 4、测试体重为105KG。
- 5、弹弓受力截面积430×145mm。
B:理论计算结果(最小值)
体重 |
50KG |
60KG |
70KG |
80KG |
90KG |
100KG |
110KG |
层剪强度(MP) |
46.2 |
48.6 |
50.8 |
53.4 |
57.5 |
60.2 |
65.4 |
弯曲强
度(MP) |
853 |
931 |
1006.2 |
1075.5 |
1145 |
1210.2 |
1362 |
弯曲模量(GP) |
5.4 |
5.4 |
5.4 |
5.4 |
5.4 |
5.4 |
5.4 |
Tg/℃ |
130 |
130 |
130 |
130 |
130 |
130 |
130 |
C:理论结果论述:
上列数据为弹弓单向复合板的最低值,从弹弓的使用状态来说,作为弹跳鞋的受力体,受力状态非常复杂,在弹弓的各点受力,都会有弯曲力,层间剪力同时相互作用,所以能否有效力的传递,就至关重要,因弹弓为变截面体系,如何解决截面体积,而使纤维不中断,应力集中,故需在纤维铺放模式改进,进而解决弹弓有效的力的传递.而弯曲模量与弯曲强度有不等比的反比关系,因此,复合材料弹弓的选材和工艺应综合考虑,弹弓存在一定的使用时效,具体使用期应根据试验结果推算.
D:样品测试值
? |
Tg/℃ |
层剪强度(MP) |
弯曲强度(MP) |
弯曲模量(GP) |
试体A |
130 |
57.2 |
825.3 |
22.5 |
试体B |
130 |
61.2 |
1108.5 |
26.2 |
试体C |
130 |
63.4 |
1204.2 |
28.5 |
?
E:对于界面外的固化应力而言,基体在固化的初始阶段基体外于液态或粘流态,界面应力在形成的同时就完成松驰了,随着固化过程的进行,基体转变为高弹态,固化收缩将由高弹形态和普通形变共同补偿,为消除界面残留应力,在配方中引入一种膨胀单体,可有效地控制基体的固化收缩,使先进复合材料抗冲击性能有大幅度提高,而拉伸强度有一定提高,因基体固化收缩而在界面处产生的固化残留应力得以减缓,进而使得复合材料的层间剪切强度有所提高。 |