 |
1. Tavoite Tämän luvun tavoitteena on asettaa vaatimukset aluksen rakenneosissa käytettäville raaka-aineille sekä antaa yksiselitteiset ohjeet lujuusmitoituksessa käytettäville mekaanisille arvoille. Tätä lukua sovelletaan yhdessä luvun 7 (Mitoittavat kuormat), 8 (Suunnitteluperiaatteet, lujitemuovi), 10 (Lujitemuovialusten mitoitus) sekä 11 (Lujitemuovialusten tuotanto) kanssa. 2. Viitteet Tämän luvun esitys perustuu seuraaviin kansainvälisiin standardeihin:
3. Dokumentointi Tässä luvussa esitettyjen vaatimusten verifioimiseksi edellytetään seuraava dokumentointi:
4. Hartsit 4.1 Lujuusrakenteissa käytettävien hartsien tulee täyttää standardin ISO 12215-1 vaatimukset "Resin Type A" hartsille. 4.2 Hartseissa käytettävien lisäaineiden, kuten tiksotropian säätämiseen tai täyteaineina käytettävien materiaalien, tulee olla yhteensopivat käytettävän hartsin kanssa. 5. Lujitteet 5.1 Lujuusrakenteissa käytettävien lujitteiden tulee täyttää standardin ISO 12215-1 vaatimukset. 6. Materiaalien soveltuvuus ja yhteensopivuus 6.1. Materiaaleilla tulee olla dokumentaatio, joka osoittaa, että raaka-aine soveltuu ko. tarkoitukseen odotettavissa olevissa käyttöolosuhteissa. 6.2. Lujitteiden tulee pintakäsittelyltään olla yhteensopivat käytettävän hartsin kanssa. 6.3. Ortoftaalihappopohjaista polyesterihartsia ei saa käyttää yhdessä pulverisidotun katkokuitumaton kanssa. 7. Laminaattien mekaaniset arvot 7.1 Ellei muuta mainita, esitetyt mekaaniset arvot koskevat lasikuitulujitettuja polyesterilaminaatteja. Muiden materiaalien mekaaniset arvot tulee määrittää ISO 12215-5 ohjeiden mukaan. Lasikuitulujitemuovilaminaattien mekaanisten ominaisuuksien tulee täyttää seuraavat minimivaatimukset:
7.2 Mekaaniset ominaisuudet voidaan määrittää kokeellisesti kohdan 8 mukaan tai laskennallisesti kohdassa 9 esitetyillä kaavoilla. 8. Laminaattien arvojen määrittäminen kokeellisesti 8.1 Määritettäessä laminaattien mekaaniset arvot kokeellisesti, koepalojen valmistuksessa tulee käyttää samoja prosesseja ja tuotanto-olosuhteita kun aluksen valmistuksessa. 8.2 Relevantit arvot tulee määrittää laminaatin molemmissa pääsuunnissa. Yhdensuuntaislaminaatit koestetaan vain yhteen suuntaan. Koekappaleissa ei saa olla gel- ja/tai topcoatia. 8.3 Vetomurtolujuus ja kimmokerroin vedossa mitataan ISO 527-1 ja ISO 527-4 mukaan. 8.4 Puristuslujuus määritetään ASTM D3410 mukaan 8.5 Taivutusmurtoraja ja kimmokerroin taivutuksessa määritetään ISO 178 mukaan. Taivutuslujuus tulee mitata siten, että laminaatin ulkopinta (=aluksen ulkopinta) on vedossa. 8.6 Leikkauslujuus laminaatin tasossa määritetään ASTM D 4255 mukaan. 8.7 Yllämainitun mukaisten mittausten keskiarvon tulee täyttää kohdan 6.1. vaatimukset. Mikään yksittäinen arvo ei saa alittaa 80 % keskiarvosta. 9. Laminaattiarvojen määrittäminen laskennallisen lujitepitoisuuden perusteella 9.1 Laminaattien mekaaniset arvot saa myös määrittää kyseessä olevalle lujiterakenteelle ja valmistustavalle tyypillisen lujitepitoisuuden perusteella seuraavasti. 9.2 Laskennallinen lujitepitoisuus Laskennallinen lujitepitoisuus, Y, joka ilmaistaan painoprosentteina, tulee määrittää seuraavasti. Kaavat pätevät lasikuitulujitteisille laminaateille. Muille kuitutyypeille laskennallinen lujitepitoisuus tulee määrittää standardin ISO 12215-5 mukaan.
9.3 Laminaatin mekaaniset arvot Laminaattien mekaaniset arvot saadaan kuvista 9.1...9.6 kohdassa 8.2 määritetyn laskennallisen lujitepitoisuuden perusteella. Kuvat koskevat laminaatteja, jotka koostuvat katkokuitumatosta ja tasavaltaisesta rovingkudoksesta sekä yhdensuuntaislaminaatteja. Mekaaniset arvot "Double Bias" (±45o kudokset) ja multiaksiaalilujitteille määritetään ISO 12215 mukaan. On huomattava, että kuvista 9.1...9.6 saatuja arvoja tulee korjata rakennemitoitusta varten kohdan 12 mukaan. 9.4 Laminaattipaksuuden muuntaminen lujitepintapainoksi Arvioitaessa rakenteen vaatimustenmukaisuutta tulee Luvun 10 mukaiset laminaattipaksuusvaatimukset muuntaa lujitepintapainoksi laskennallisen lujitepitoisuuden perusteella kuvan 9.8 mukaan. 10. Kerroslevy-ydinaineet 10.1 Lujuusrakenteissa käytettävien kerroslevy-ydinaineiden tulee täyttää standardin ISO 12215-2 "Grade 1" vaatimukset. 11. Kerroslevy-ydinten mekaaniset arvot Ellei kyseessä olevasta erästä otetulle näytteelle tehdä mekaanisten ominaisuuksien määrittämistä kokeellisesti, tulee ydinaineen mekaaniset arvot määrittää materiaalin, murtovenymän sekä ominaispainon perusteella kuvien 9.8...9.11 mukaan. 12. Rakennemitoituksessa käytettävät mekaaniset arvot 12.1 Rakennemitoituksessa käytettävät mekaaniset arvot riippuvat siitä, millä tavalla tuotannossa varmistetaan suunniteltujen arvojen saavuttaminen. 12.2 Mikäli laminaatin mekaaniset arvot on määritetty kokeellisesti, ja koelaminaatin rakenne vastaa aluksen kyseessä olevan rakenneosan laminaattirakennetta, lujuusmitoituksessa käytettävät arvot ovat:
12.3 Ellei ole tehty laminaatille mekaanisten arvojen mittausta, mutta tuotannon laadunvalvontaan kuuluu säännöllinen lujitepitoisuuden seuranta, tulee lujuusmitoituksessa käyttää kohdassa 8 esitettyjä oletusarvoja relevantille lujitepitoisuudelle. 12.4 Jollei tehdä laminaatille mekaanisten arvojen mittausta eikä lujitepitoisuuden seurantaa, lujuusmitoituksessa käytettävät arvot saadaan kertomalla kohdan 8 relevantille lujitepitoisuudelle määritetyt oletusarvot kertoimella 0,8. 12.5 Kerroslevyjen ydinaineiden mekaaniset arvot määritetään suoraan kohdan 11 mukaan. 13. Liimat 13.1 Kantavissa rakenteissa käytettävien liimojen tulee olla kyseessä oleville liimattaville materiaaleille tarkoitettuja. 13.2 Kerroslevyjen pintakerrosten liimaamiseen ytimeen tulee käyttää nimenomaan tähän tarkoitukseen kehitettyjä liimamassoja tai valmistuksen yhteydessä sekoitettua, samasta hartsityypistä kuin pintakerroksissa valmistettua liimamassaa. 14. Muut materiaalit 14.1. Vanerin tulee olla vedenkestävää tyyppiä, jonka liimaluokka on WBP standardin B.S. 6566 osan 8 mukaisesti. 14.2. Laminaatin sisään laminoitujen vahvikkeiden tms. tulee täyttää ISO 12215-3 vaatimukset.
Kuva 9.1. Katkokuitumatto/rovingkudos- sekä yhdensuuntaislaminaattien vetomurtojännitys lujitepitoisuuden funktiona.
Kuva 9.2. Katkokuitumatto/rovingkudos- sekä yhdensuuntaislaminaattien puristusmurtojännitys lujitepitoisuuden funktiona.
Kuva 9.3. Katkokuitumatto/rovingkudos- sekä yhdensuuntaislaminaattien taivutusmurtojännitys lujitepitoisuuden funktiona.
Kuva 9.4. Katkokuitumatto/rovingkudos- sekä yhdensuuntaislaminaattien kimmokerroin lujitepitoisuuden funktiona.
Kuva 9.5. Katkokuitumatto/rovingkudoslaminaattien leikkausmurtojännitys laminaatin tasossa lujitepitoisuuden funktiona.
Kuva 9.6. Katkokuitumatto/rovingkudoslaminaattien kerrostenvälinen leikkausmurtojännitys lujitepitoisuuden funktiona.
Kuva 9.7. Kuitupitoisuus paino-%
Kuva 9.8. Ydinaineiden leikkauslujuus ominaispainon funktiona.
Kuva 9.9. Ydinaineiden leikkausjäykkyys ominaispainon funktiona.
Kuva 9.10. Balsan leikkausjäykkyys ominaispainon funktiona.
Kuva 9.11. Ydinaineiden puristuslujuus ominaispainon funktiona.
Kuva 9.11. Ydinaineiden puristusjäykkyys ominaispainon funktiona.
Kuva 9.12. Balsan puristusjäykkyys ominaispainon funktiona.
Kuva 9.13. Ydinaineiden puristusjäykkyys ominaispainon funktiona.
Kuva 9.14. Balsan puristusjäykkyys ominaispainon funktiona.
|
