בדיקת מתח של חומרים פולימריים מחוזקים בסיבים

מקור: רוברטו ליאון, המחלקה להנדסה אזרחית וסביבתית, וירג'יניה טק, בלקסבורג, VA

חומרים פולימריים מחוזקים בסיבים (FRP) הם חומרים מרוכבים שנוצרו על ידי סיבים אורך מוטבע שרףפולימרי , ובכך ליצור מטריצה פולימרית עם סיבים מיושרים לאורך כיוון אחד או יותר. בצורתו הפשוטה ביותר, הסיבים בחומרי FRP מיושרים בצורה מסודרת ומקבילה, ובכך מעניקים מאפיינים חומריים אורתוטרופיים, כלומר החומר יתנהג אחרת בשני הכיוונים. במקביל לסיבים, החומר יהיה חזק מאוד ו / או נוקשה, ואילו בניצב לסיבים יהיה חלש מאוד, שכן הכוח יכול להיות מיוחס רק שרף במקום מטריצה כולה.

דוגמה לתצורה חד כיוונית זו היא מוטות חיזוק FRP הזמינים מסחרית, המחקים את מוטות הפלדה הקונבנציונליים המשמשים בבניית בטון. חומרי FRP משמשים הן כמבנים עצמאיים כגון גשרים להולכי רגל וגרמי מדרגות, והן כחומרים לחיזוק ותיקון מבנים קיימים. הלוחות הדקים וה הארוכים מועברים לעתים קרובות למבני בטון קיימים כדי להוסיף כוח. במקרה זה, סרגלי FRP פועלים כחיזוק חיצוני. הברים והצלחות של FRP קלים יותר ועמידים יותר בפני קורוזיה, ולכן הם מוצאים יישומים בסיפונים גשר וחניונים, שם לוחות דה הדובדבן מובילים להידרדרות מהירה של ברים קונבנציונליים.

בתרגיל מעבדה זה, תילמד התנהגות המתיחה של דגימה חד-כיוונית, בדגש על כוחה האולטימטיבי ויכולת העיוות שלה. התנהגות הדגימה צפויה להיות אלסטית עד לכישלון, אשר צפוי להתרחש באופן פתאומי ונפיץ. התנהגות זו צריכה להיות מנוגדת לאלה של פלדות רקיע, אשר מפגינים יכולת עיוות נרחבת התקשות מתח לפני כישלון.