亚克力的机械性能表现

亚克力的机械性能表现—当设计师在采用亚克力板制做灯箱招牌时，一定要对所用材料的机械性能加以衡量，不能仅仅只考虑亚克力板的材料特性就试图获得所期望的所有标识外观效果。



在制作大型灯箱时，要考虑其立面所承受的风载，一定要留有伸缩余量，不仅仅要考虑正常的使用条件，也要考虑在灯箱使用，这非常重要。在大多数国家都制定有关于建筑物标识抗风载体要求的国家标准。



对于设计师来说，当考虑使用传统的材料，如金属时，大多数的设计公式要注意以下要点：



1、材料具有线性应力/张力曲线



2、在加载过程中产生的挠曲小



许多热塑性的材料通常都不具有线性应力/张力曲线，但亚克力在这一点上相当令人满意。在设计招牌灯箱之前，要知道其最大预期使用温度。



设计应力



标准亚克力板的应力/张力曲线在正常使用温度范围内、张力最大不超过1%时，基本上是线性的。因为即使是在允许蠕变的情况下，建议的设计应力也不会过大，所以非线性的问题迎刃而解。然而，某些典型的热塑性材料，如压克力，由于杨氏模量较低，在弯曲时会产生巨大的挠曲，这些并不在设计应力考虑范围之内。



以下2种方法可以解决巨大挠曲的问题：



1、首先，也是最显而易见的方法，是使用挠度理论，但这种方法相当复杂，而且在许多应用实例中，热塑材料的公式并不都是可以现成套用的。



2、其次，也是首选方法，即采用较简单的小挠度理论，首先考虑可能产生的挠曲，对其可允许程度加以限制，而不是从应力的观点来考虑设计，这种材料内成的应是由风载引起的。这种方法有额外的优点：即使是在风载下，标识也可保持良好的外观，不易由安装框架中被吹脱。



采取的规则是：最终的挠曲度不能超过材料厚度。因为在这种低挠曲状态下，材料表面在张力下产生的薄膜应力很小。



鉴于上述原因，建议在使用亚克力板设计制做标识时，采用小挠度理论。



挠曲的产生



挠曲可由于风载板材自身的静荷载产生，要避免这种影响过大，适当的预防措施很重要。



多年经验累积所得出的一些亚克力板建议使用厚度的设计指南，在最大风载状况下，给定尺寸的灯箱招牌可直接套用，而无需经常进行计算。



请注意：



如果设计制做尺寸较大的灯箱招牌或者出于经济原因，无法采用所建议的板材厚度时，亚克力板必须加固，以防止阵风吹袭时，过度扭曲或可能产生断裂。加固程度很难精确描述，但可用透明亚克力厚板制成支撑条，间隔大约600毫米，以正确的角度粘结在灯箱招牌面板的背面，即可提供额外的刚度。巨大的店招或灯箱，如高大建筑物顶部的标识，容易承受较大的风载，要考虑在灯箱招牌的面板背面，按规律间隔，固定防变形螺栓。标牌制作



吸水



亚克力板经过较长时间，可以吸收最多达2%的水分，会使灯箱招牌尺寸改变。吸水和尺寸变化的程度取决于周围大气的相对湿度和板材本身最初的水分含量。通常，100%相对湿度可使尺寸增大0.3%，因此，要留出适当的膨胀余量，以防标识扭曲变形。



亚克力挤出板在潮湿环境中尺寸变化会相对略大，这是因为其初始水分含量较低。



热膨胀



热塑性材料的线性热膨胀系数大于大多数其它材料，因此，如果标识用于温度变化较大的地方时，要留出足够的热膨胀余量。



请注意，当亚克力板用于户外灯箱招牌时，在设计和制做过程中，必须留出足够的膨胀和收缩余量。在欧洲，户外灯箱招牌会遭遇冬季最低—20°C、夏季最高30°C，温差达50°C的极端情况，0.5%的膨胀余量，即5毫米/米，就足够应付任何由于温度或湿度改变而引起的灯箱招牌面板尺寸变化。



同样重要的是，当把灯箱招牌的亚克力面板固定于安装框架中时，必须要留出足够的嵌入深度，能够承受板面的膨胀和收缩余量，否则，在冬季的大风天气中，亚克力板可能被从固定框架中吹脱。