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壓克力的機(jī)械性能表現(xiàn)

責(zé)任編輯:kefu發(fā)表時(shí)間:2017-11-16

  壓克力的機(jī)械性能表現(xiàn)—當(dāng)設(shè)計(jì)師在采用壓克力板制做燈箱招牌時(shí),一定要對(duì)所用材料的機(jī)械性能加以衡量,不能僅僅只考慮壓克力板的材料特性就試圖獲得所期望的所有標(biāo)識(shí)外觀效果。

  在制作大型燈箱時(shí),要考慮其立面所承受的風(fēng)載,一定要留有伸縮余量,不僅僅要考慮正常的使用條件,也要考慮在燈箱使用,這非常重要。在大多數(shù)國(guó)家都制定有關(guān)于建筑物標(biāo)識(shí)抗風(fēng)載體要求的國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)。

  對(duì)于設(shè)計(jì)師來(lái)說(shuō),當(dāng)考慮使用傳統(tǒng)的材料,如金屬時(shí),大多數(shù)的設(shè)計(jì)公式要注意以下要點(diǎn):

1、材料具有線性應(yīng)力/張力曲線

2、在加載過(guò)程中產(chǎn)生的撓曲小

  許多熱塑性的材料通常都不具有線性應(yīng)力/張力曲線,但壓克力在這一點(diǎn)上相當(dāng)令人滿意。在設(shè)計(jì)招牌燈箱之前,要知道其最大預(yù)期使用溫度。

設(shè)計(jì)應(yīng)力

  標(biāo)準(zhǔn)壓克力板的應(yīng)力/張力曲線在正常使用溫度范圍內(nèi)、張力最大不超過(guò)1%時(shí),基本上是線性的。因?yàn)榧词故窃谠试S蠕變的情況下,建議的設(shè)計(jì)應(yīng)力也不會(huì)過(guò)大,所以非線性的問(wèn)題迎刃而解。然而,某些典型的熱塑性材料,如壓克力,由于楊氏模量較低,在彎曲時(shí)會(huì)產(chǎn)生巨大的撓曲,這些并不在設(shè)計(jì)應(yīng)力考慮范圍之內(nèi)。

以下2種方法可以解決巨大撓曲的問(wèn)題:

1、首先,也是最顯而易見(jiàn)的方法,是使用撓度理論,但這種方法相當(dāng)復(fù)雜,而且在許多應(yīng)用實(shí)例中,熱塑材料的公式并不都是可以現(xiàn)成套用的。

2、其次,也是首選方法,即采用較簡(jiǎn)單的小撓度理論,首先考慮可能產(chǎn)生的撓曲,對(duì)其可允許程度加以限制,而不是從應(yīng)力的觀點(diǎn)來(lái)考慮設(shè)計(jì),這種材料內(nèi)成的應(yīng)是由風(fēng)載引起的。這種方法有額外的優(yōu)點(diǎn):即使是在風(fēng)載下,標(biāo)識(shí)也可保持良好的外觀,不易由安裝框架中被吹脫。

  采取的規(guī)則是:最終的撓曲度不能超過(guò)材料厚度。因?yàn)樵谶@種低撓曲狀態(tài)下,材料表面在張力下產(chǎn)生的薄膜應(yīng)力很小。

  鑒于上述原因,建議在使用壓克力板設(shè)計(jì)制做標(biāo)識(shí)時(shí),采用小撓度理論。

撓曲的產(chǎn)生

撓曲可由于風(fēng)載板材自身的靜荷載產(chǎn)生,要避免這種影響過(guò)大,適當(dāng)?shù)念A(yù)防措施很重要。

  多年經(jīng)驗(yàn)累積所得出的一些壓克力板建議使用厚度的設(shè)計(jì)指南,在最大風(fēng)載狀況下,給定尺寸的燈箱招牌可直接套用,而無(wú)需經(jīng)常進(jìn)行計(jì)算。

  請(qǐng)注意:

  如果設(shè)計(jì)制做尺寸較大的燈箱招牌或者出于經(jīng)濟(jì)原因,無(wú)法采用所建議的板材厚度時(shí),壓克力板必須加固,以防止陣風(fēng)吹襲時(shí),過(guò)度扭曲或可能產(chǎn)生斷裂。加固程度很難精確描述,但可用透明壓克力厚板制成支撐條,間隔大約600毫米,以正確的角度粘結(jié)在燈箱招牌面板的背面,即可提供額外的剛度。巨大的店招或燈箱,如高大建筑物頂部的標(biāo)識(shí),容易承受較大的風(fēng)載,要考慮在燈箱招牌的面板背面,按規(guī)律間隔,固定防變形螺栓。標(biāo)牌制作

  吸水

  壓克力板經(jīng)過(guò)較長(zhǎng)時(shí)間,可以吸收最多達(dá)2%的水分,會(huì)使燈箱招牌尺寸改變。吸水和尺寸變化的程度取決于周圍大氣的相對(duì)濕度和板材本身最初的水分含量。通常,100%相對(duì)濕度可使尺寸增大0.3%,因此,要留出適當(dāng)?shù)呐蛎浻嗔?,以防?biāo)識(shí)扭曲變形。

  壓克力擠出板在潮濕環(huán)境中尺寸變化會(huì)相對(duì)略大,這是因?yàn)槠涑跏妓趾枯^低。

  熱膨脹

  熱塑性材料的線性熱膨脹系數(shù)大于大多數(shù)其它材料,因此,如果標(biāo)識(shí)用于溫度變化較大的地方時(shí),要留出足夠的熱膨脹余量。

  請(qǐng)注意,當(dāng)壓克力板用于戶外燈箱招牌時(shí),在設(shè)計(jì)和制做過(guò)程中,必須留出足夠的膨脹和收縮余量。在歐洲,戶外燈箱招牌會(huì)遭遇冬季最低—20°C、夏季最高30°C,溫差達(dá)50°C的極端情況,0.5%的膨脹余量,即5毫米/米,就足夠應(yīng)付任何由于溫度或濕度改變而引起的燈箱招牌面板尺寸變化。

  同樣重要的是,當(dāng)把燈箱招牌的壓克力面板固定于安裝框架中時(shí),必須要留出足夠的嵌入深度,能夠承受板面的膨脹和收縮余量,否則,在冬季的大風(fēng)天氣中,壓克力板可能被從固定框架中吹脫。


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