Erősítőszálak modulja és szakítószilárdsága szénszálas, üvegszálas és kevlárszálas kompozit anyagokhoz

Jelenleg, mint a kompozit anyagok gyakori erősítő szála, általában három típus létezik: szénszál, üvegszál és kevlár (aramid) szál.  

Kompozit megerősítéshez használva a szál meghatározhatja az anyag teljesítményszabványát, és felelős a szerkezet kialakításában betöltött teherhordó szerepért, míg a gyanta mátrix elsősorban felelős a terhelés a szálra történő átadásáért. Röviden, a száltípus kiválasztása a tervezési folyamat szerves része.

A fenti három típusú erősítőszál esetében gyakran több ezer tulajdonságot kell mérni, amikor eldöntik, hogy melyik anyagot használja egy adott projekthez.  

Szál kiválasztásakor olyan tényezők és jellemzők, mint a szálmodul, a szakítószilárdság, a nyomószilárdság, a szívószilárdság, a merevség, az elektromos vezetőképesség és a vegyi / korrózió

Bár több ezer anyagtulajdonság közül választhat, a megfelelő rost kiválasztása a projekt tervezésének elején hatékonyan enyhíti a kihívásokat a projekt során, és a legjobb nyersanyagokra mutat. Általában az összetett szerkezetek több típusú rostot használnak a végső felhasználáshoz szükséges tervezési követelményeknek való megfeleléshez. Bár számtalan száltulajdonság létezik, amely tovább határozza meg egy szerkezeti alkatrész végfelhasználását, a következő fejlett funkciók fejlett funkciókat biztosítanak a tervezési célok meghatározásához:

A szálmodul a szál által tapasztalt hosszváltozásra utal, amikor nagyobb terhelésnek van kitéve.  

Ez a terhelés lehet nyomás vagy húzószilárdság. A számítási módszer a feszültség osztása törzsre. A modulus általában az anyag merevségét jelzi. Egy adott feszültség/feszültség görbén az egyenes vonal lejtőségének nevezik.

A legtöbb szál modul alapján van besorolva, mert segít meghatározni a kompozit anyag merevségét. Általában a szénszálat, üvegszál és kevlár felhasználású kompozit anyagok mind törékeny anyagnak minősülnek. Több műanyaggal vagy nem törékeny anyaggal összehasonlítva szinte nincs feszültség a szünetben.

A szakítószilárdság az anyag képessége, hogy ellenálljon a terhelésnek, ha feszített.  

Ez a maximális erő vagy terhelés, amelyet a szál tartósan deformálódik. Ahogy az ábrán látható, a szénszálnak előnyei vannak az erősség és a súly aránya tekintetében. Például a Toray T800S szilárdság-súly aránya 3266, amely a táblázatban szerepel. Az összes erősítő szál legnagyobb értéke. Azonban jelentős különbség van az S-üvegszál és az E-üvegszál között.

A sűrűség tekintetében a kevlár a legkönnyebb anyag. Ahogy a fenti táblázatban látható, a Kevlár rost tömeges sűrűsége csak 1,44 g / cm^3. Bár a kevlár a legalacsonyabb végső szilárdsággal rendelkezik, a szilárdság/súly arány tekintetében meghaladja az üvegszál, de kissé alacsonyabb, mint a szénszál. Gazdasági szempontból, ha a végső szilárdság az egyetlen tervezési kritérium, akkor az E-üvegszál az első választás.