Den här kalkylatorn hjälper dig att uppskatta materialåtgång, vikt och ungefärlig hållfasthet för glasfiberlaminat. Genom att ange vävtyp, gramvikt, antal lager, tillverkningsmetod och storlek på laminatet får du en uppskattning av hur tjockt laminatet blir, hur mycket glasfiber och plast som behövs samt vilken drag- och böjhållfasthet materialet kan ha.
Beräkningarna bygger på förenklade modeller och resultaten ska ses som rimliga uppskattningar, inte exakta konstruktionsvärden.
Den vanligaste typen är E-glas, som används i de flesta båtar, den har bra styrka och är relativt billig.
S-glas är en starkare variant av glasfiber som ibland används i mer krävande konstruktioner där högre styrka eller styvhet behövs. S-glas är dock dyrare och mindre vanligt i vanliga laminat.
Glasfiber finns i flera olika former, till exempel väv, biaxialt tyg, unidirectional fiber (UD) eller glasfibermatta. Dessa har olika fiberorientering och packning, vilket påverkar både laminatets tjocklek och dess mekaniska egenskaper.
Väv eller biaxiellt tyg ger ofta god styrka i flera riktningar, medan unidirectional fiber främst är stark i en riktning. Glasfibermatta innehåller kortare fibrer och används ofta där styrkan inte är lika kritisk.
I kalkylatorn används vävtypen främst för att uppskatta tjockleken per lager, vilket i sin tur påverkar både vikt och hållfasthet.
Gramvikten anger hur mycket glasfiber ett tyg innehåller per kvadratmeter. Den anges i gram per kvadratmeter (g/m²).
I verkliga konstruktioner består laminat ofta av flera lager med olika orientering. Kalkylatorn förenklar detta genom att anta att alla lager är likadana.
Hur ett glasfiberlaminat tillverkas påverkar hur mycket plast som finns kvar i det färdiga materialet. Det avgör i sin tur fiberhalten, alltså hur stor del av laminatet som består av glasfiber.
Eftersom glasfibrerna står för större delen av materialets styrka innebär en högre fiberhalt normalt att laminatet blir både starkare och styvare.
Typiska ungefärliga värden för fiberhalt är:
| Tillverkningsmetod | Typisk fiberhalt |
|---|---|
| Handuppläggning | ca 30–40 % |
| Vacuum bag | ca 40–50 % |
| Infusion (VARTM) | ca 45–55 % |
| Prepreg / autoklav | ca 55–65 % |
Dessa värden varierar naturligtvis beroende på material, erfarenhet och hur noggrant processen utförs. Kalkylatorn använder typiska värden för att ge en realistisk uppskattning.
Längd och bredd beskriver storleken på laminatet i millimeter.
Kalkylatorn uppskattar laminatets tjocklek baserat på:
Resultatet är en uppskattning. I verkligheten kan tjockleken variera beroende på hur hårt laminatet komprimeras och hur mycket plast som finns kvar i materialet.
Elasticitetsmodulen beskriver hur styvt ett material är. Ett material med hög E-modul böjer sig mindre när det belastas.
I kompositmaterial beror styvheten på både fiber och plast. Kalkylatorn använder en förenklad blandningsmodell där materialets styvhet beräknas utifrån fiberhalt och materialegenskaper.
Principen bygger på den rule-of-mixtures som används inom Composite Materials Engineering.
Dragstyrkan anger hur stor spänning materialet kan utsättas för innan det går sönder när det dras isär.
I glasfiberlaminat är det framför allt glasfibrerna som bär lasten. Plastens uppgift är främst att hålla fibrerna på plats och överföra krafter mellan dem.
Kalkylatorn uppskattar dragstyrkan baserat på fiberstyrka och fiberhalt.
Böjhållfastheten beskriver hur stor belastning laminatet klarar när det böjs.
Vid böjning uppstår både drag och tryck i materialet. I många kompositlaminat är böjhållfastheten något högre än ren draghållfasthet eftersom flera lager samverkar.
Kalkylatorn använder en förenklad uppskattning för att ge ett ungefärligt värde.
För att göra kalkylatorn enkel att använda bygger den på några förenklade antaganden.
Det viktigaste antagandet är att glasfibrerna står för nästan hela hållfastheten i laminatet, medan plasten främst fungerar som bindemedel och för att överföra belastningar mellan fibrerna.
Beräkningarna antar också att:
I verkliga konstruktioner kan faktorer som fiberorientering, defekter, porer och lokala belastningar påverka resultaten.
Resultaten från kalkylatorn är uppskattningar, inte exakta konstruktionsvärden.
| Fiberhalt | |
| Laminattjocklek | |
| Area | |
| Glasvikt | |
| Resinvikt | |
| Total vikt | |
| Mekaniska egenskaper | |
| E-modul | |
| Dragstyrka | |
| Böjhållfasthet | |
| Brottlast | |
| Säker last (SF=3) | |