GMT资料整理
gmt中文帮助手册

第九章通用地学制图工具GMT入门简介:GMT通用地学绘图软件已经在地理、地球物理等学科得到广泛应用。
作为一个共享软件,不存在版权问题。
本章对于GMT的介绍属于入门级,其特点为:1 只介绍Windows环境下GMT的基础使用方法,不涉及UNIX系统。
2 采用编写批处理文件的方法来实现绘图过程,不介绍GMT Windows窗口菜单。
3 只简单介绍几条用于处理数据文件的gawk命令,基本不涉及编程。
另外,严格按照“GMT安装”的步骤,可以把教学光盘的gmt.zip解压缩和安装到计算机上。
按照本章给出的批处理文件,所有的投影和绘图范例都能正常完成。
注释文字仅供参考。
The Generic Mapping ToolsVersion 3.4.4A Map–Making TutorialbyPål(Paul)WesselSchool of Ocean and Earth Science and TechnologyUniversity of Hawai'i at ManoaandWalter H. F. SmithLaboratory for Satellite AltimetryNOAA/NESDIS/NODCJanuary 2004介绍(INTRODUCTION )该指南面向GMT 的新用户,概述GMT在线环境,使你能够绘制几种类型的图形但并不需要了解太多的UNIX 知识和UNIX 工具。
我们既不可能涵盖GMT 的各个方面,也不可能对于我们选择的内容阐述得足够详细。
在完成这个短训之后,学习的内容一定有助于用户改进自己的GMT和UNIX 技能。
9.1 GMT 纵览:历史,体系和使用(GMT overview: History, philosophy, and usage)9.1.1 历史回顾(Historical highlights )GMT体系开始于1987年后期,在美国哥伦比亚大学Lamont-Doherty 地球观测所,由研究生Paul Wessel和Walter H. F. Smith创立。
GMT资料整理

GMT资料整理玻璃纤维毡增强的热塑性聚合物(Glass Mat-reinforced Thermoplastics),简称GMT,于上世纪60年代中期问世,是目前国际上极为活跃的复合材料开发品种之一。
这是一种以热塑性树脂为基体,以长玻璃纤维毡或连续纤维毡为增强物的复合材料。
GMT兼具材料和工艺性能的优点,并可以实行规模化生产,因而在代替传统材料方面发挥了很大作用。
1 工艺简介GMT工艺是通过干法(熔体浸渍法)或湿法(抄纸法)等将玻璃纤维毡与热塑性聚合物制成轻质复合片材,再根据需要切割之后预热,通过充压成型为最终制品的一种复合材料成型方法。
1.1片材加工方法GMT片材的生产工艺主要有:熔融浸渍法(干法)、浆态浸渍法(湿法、抄纸法)、流化床浸渍法、溶剂浸渍法、薄膜浸渍法、混纤混编法等。
目前可以工业规模化生产GMT片材的是熔融浸渍法和浆态浸渍法。
浸渍分为预浸渍和后浸渍。
预浸渍是指增强材料被基体树脂完全浸润和浸渍,后浸渍仅是纤维和树脂的物理混合。
预浸渍包括熔融浸渍和溶剂辅助浸渍,后浸渍包括薄膜层叠、粉末涂料、共纺织、混杂等。
1.1.1 熔融浸渍法(干法)熔体浸渍法(Melt Impregnation Process) 是70 年代初由美国PPG公司开发的一种GMT 生产方法,如图1 所示。
它是将两层玻璃纤维毡夹在三层热塑性树脂(主要是PP)之间,其中间层是熔融的热塑性树脂,而顶层和底层既可以是热塑性树脂薄膜,也可以是熔融的热塑性树脂,将这种夹层结构置于高于树脂熔点,低于树脂降解的温度之下用履带式压机进行压塑,随后使之冷却,再切成规格各异的不同片材,供模压制造厂家使用。
采用这种方法生产GMT 片材的主要厂家有Azdel ( GE Plastics) 、Elastogran (BASF) 和Symalit(Shell) 等公司,国内华东理工大学等。
(1)原料要求干法生产GMT常用聚丙烯树脂,还可以根据需要用尼龙、聚氯乙烯等。
CET,UTC,GMT,CST时区介绍

CET,UTC,GMT,CST时区介绍1.CET 欧洲中部时间(英語:Central European Time,CET)是⽐世界标准时间(UTC)早⼀个⼩时的时区名称之⼀。
它被⼤部分欧洲国家和部分北⾮国家采⽤。
冬季时间为UTC+1,夏季欧洲夏令时为UTC+2。
2.UTC 协调世界时,⼜称世界标准时间或世界协调时间,简称UTC,从英⽂“Coordinated Universal Time”/法⽂“Temps Universel Cordonné”⽽来。
台湾采⽤CNS 7648的《资料元及交换格式–资讯交换–⽇期及时间的表⽰法》(与ISO 8601类似)称之为世界统⼀时间。
中国⼤陆采⽤ISO 8601-1988的国标《数据元和交换格式信息交换⽇期和时间表⽰法》(GB/T 7408)中称之为国际协调时间。
协调世界时是以原⼦时秒长为基础,在时刻上尽量接近于世界时的⼀种时间计量系统。
3.GMT 格林尼治标准时间(旧译格林尼治平均时间或格林威治标准时间;英语:Greenwich Mean Time,GMT)是指位于英国伦敦郊区的皇家格林尼治天⽂台的标准时间,因为本初⼦午线被定义在通过那⾥的经线。
4.CST 北京时间,China Standard Time,⼜名中国标准时间,是中国的标准时间。
在时区划分上,属东⼋区,⽐协调世界时早8⼩时,记为UTC+8,与中华民国国家标准时间(旧称“中原标准时间”)、⾹港时间和澳门时间和相同。
當格林威治時間為凌晨0:00時,中國標準時間剛好為上午8:00。
5.关系CET=UTC/GMT + 1⼩时CST=UTC/GMT +8 ⼩时CST=CET+96.例如: Thursday 03/17/2011 between 0:30am and 6:00am CET (UTC/GMT +1 hour)CET = 03/17/2011 0:30am and 6:00amUTC/GMT = 03/17/2011 1:30am and 7:00amCST = 03/17/2011 9:30am and 15:00am引⽤⽂章。
GMT_introduction

GMT入门:绘制时间序列自从读研以来,开始接触GMT (Generic Mapping Tools),绘制所需要的地图和时间序列。
关于GMT的介绍和安装,如果问问度娘和Google,会搜集到大量的资料,本文档就不再赘述,而且,本文档的目的只是介绍GMT最为简单的功能。
一个比较重要的原因是,笔者在网上看到的许多命令并不能轻松的实现,而且常常找不到错误原因(也是因为笔者对于GMT只是有肤浅的了解)。
本文档针对的是Win7系统,因为笔者对电脑并不感兴趣,不了解Linux系统和苹果的系统,虽然GMT更新了第5个版本,但笔者一直使用的是4.5.8版本,运行良好,满足了笔者绘图的需要。
对于GMT,笔者都是在bat文件里输入命令,进行批处理,来输出结果,bat文件可以用文本的方式打开,也可以新建一个txt文本,改后缀名为bat,进行命令操作。
写这个文档,一方面是受益于广大网友的无私指教,希望自己也能帮助有需要的人,另一方面也是闲来无事,打发时间。
近来似乎大家的法律意识已经逐渐提高,因此,笔者不得不事先作声明:本文档只用于交流学习,并不能作为商业用途,同时笔者保留对本文档的解释权。
如有疑问可以邮件联系笔者:mdp321@,穆大鹏。
图1 全球海洋表面压力平均值(每月1值,从2005年1月到2014年12月),蓝色是欧洲中尺度预报中心发布的数据,红色是美国NCEP发布的数据。
对于原始数据的格式,即NCEP.txt和ECMWF.txt,由两列数据组成,第一列表示时间,第二列为气压值。
GMT可以设置输入时间的格式,本文先不叙述,就先按照最为简单的格式,即从1开始,依次类推。
REM lay down the basemappsbasemap -R0/120/100950/101350 -JX5i/2i -Gwhite -Ba12/a50WSen -K -X2i > example_21.psREM plot the first series with red linepsxy NCEP.txt -R -J -W1.0p,red -O -K >> example_21.psREM plot the ecmwf series with red linepsxy ECMWF.txt -R -J -W1.0p,blue -O -K >> example_21.psREM note the first and second data with their corresponding color linepsxy -R -J Rposition01.txt -W1.0p,red -O -K >> example_21.psREM note the first and second data with their corresponding color linepsxy -R -J Rposition02.txt -W1.0p,blue -O -K >> example_21.psREM test noteecho 60 101390 15 0 4 CM Mean surface pressure over ocean | pstext -R -J -O -Gblack -N -V -K >>example_21.psecho -20 101150 15 90 4 CM Pressure | pstext -R -J -O -Gblack -N -V -K >>example_21.psecho 60 100880 12 0 4 CM Time (Month from 2004 Dec.) | pstext -R -J -O -Gblack -N -V -K >>example_21.psecho 105 101300 10 0 4 BM NCEP | pstext -R -J -O -Gred -N -V -K >>example_21.psecho 105 101330 10 0 4 BM ECMWF | pstext -R -J -O -Gblue -N -V >>example_21.psps2raster example_21.ps -A -Tg -E500如果在bat文件里输入以上命令就会生成图1,前提是要有数据文件。
全球时区_GMT_UTC_DST_CST

1.全球时区划分本初子午线是图中中间的那条粗紫色虚线,经度为0在西元1884年的国际会议上制定了全球性的标准时,明定以英国伦敦格林威治这个地方为零度经线的起点(亦称为本初子午线),并以地球由西向东每24小时自转一周360°,订定每隔经度15°,时差1小时。
而每15°的经线则称为该时区的中央经线,将全球划分为24个时区,其中包含23个整时区及180°经线左右两侧的2个半时区2.GMTGreenwich Mean Time 格林威治标准时间,就是中时区0经度的格林威治当地时间是世界时间的参考点,全球都以格林威治的时间作为标准来设定时间,这就是我们耳熟能详的「格林威治标准时间」(Greenwich Mean Time,简称G.M.T.)的由来。
GMT又称成世界时UT (Universal Time)3.UTC协调世界时(英:C oordinated U niversal T ime ,法:T emps U niversel C oordonné),又称世界统一时间,世界标准时间,国际协调时间。
英文(CUT)和法文(TUC)的缩写不同,作为妥协,简称UTC协调世界时是以原子时秒长为基础,在时刻上尽量接近于世界时UT的一种时间计量系统,UTC是基于标准的GMT提供的准确时间,在不需要精确到秒的情况下,通常也将GMT 和UTC 视作等同,UTC在GMT的基础而更加科学更加精确4.夏日节约时间DST所谓「夏日节约时间」Daylight Saving Time(简称D.S.T.),是指在夏天太阳升起的比较早时,将时钟拨快一小时,以提早日光的使用,在英国则称为夏令时间(Summer Time)。
这个构想于1784年由美国班杰明·富兰克林提出来,1915年德国成为第一个正式实施夏令日光节约时间的国家,以削减灯光照明和耗电开支。
自此以后,全球以欧洲和北美为主的约70个国家都引用这个做法。
GMT笔记

-R定义图的边界区域。
(下/上/左/右)-J选择一种地图投影或者非地图投影方式-H表示输入的表格文件有头文件-B为边框,轴线定义tickmarks1, 注解,标签-K允许在这个作图命令后面追加新作图命令(连续)-O在一个已经存在的图上继续作图 (覆盖)-P选择图的摆放方式为肖像图方向(默认的是风景图方向),前者是竖直,后者是水平-U画一个时间戳-V verbose.报告程序的计算流程-X设置图的坐标原点的位置x方向-Y设置图的坐标原点的位置y方向-c设置作图的份数-:输入的地理坐标是(纬线/经线)而不是默认的经线/纬线1>. pscoast -R0/20/0/20 -G200 -JM6i -W0.25p -B5 -V > map.ps 输出海岸线–R75/145/10/55 中国所在区域十三中在所有程序中都相同的选项:2>. –B xinfo[/yinfo][:."title string":][W|w][E|e][S|s][N|n]该选项用选定的标志间隔指定了待绘制地图的边界。
xinfo 和 yinfo 的格式为[a]tick[m|c] [f tick[m|c]] [g tick[m|c]] [l|p][:"axis label":][:,"unit label":]a---刻度标记,f---刻度,g---网格的间隔。
缺省设置是4个边界全部绘制(表示为W, E, S, N),通过重写代码来改变缺省设置(如, WSn)。
大写字母(如, W)说明同时画轴和轴的刻度标记。
1. tick 参数 1, 间隔分别为12, 1 –2–531,–2,–3,–4–,...–,9。
10,100,10002. tick 后加l ,刻度标注为log10 的每个整数值,即0,1,2等。
1,2,33. tick 后加p,刻度标注为log10 的指数形式(如10–5)。
GMT十三个常用参数介绍

GMT十三个常用参数介绍GMT有13个参数在所有的绘图命令中都可以使用,掌握这13个参数至关重要。
以下将按重要程度依次讲解。
1. –R作用:设定地图区域和数据范围。
使用:利用-R选项定义范围有三种方式,其中前两种较为常用。
-Rxmin/xmax/ymin/ymax当采用的投影方式使经线和纬线都是直线的时候采用该方法-Rxll/yll/xur/yurr (ll: low left; ur: up right )当采用斜投影方式时,很难用经纬线范围来定义地图边界时,通过定义地图的左下角和右上角来确定范围。
后缀r不可省略。
-Rgridfile 在格网文件中定义地图的范围,-R选项可以直接调用该文件。
备注:对于经线和纬线是直线的投影方式来说,前两种方法的结果完全一致。
地理坐标的格式:经度和纬度的格式通常有两种小数形式:如-123.45417度分秒形式:[±]ddd[:mm[:ss[.xxx]]][W|E|S|N],如123:27:15W 两个简写:-Rg –Rd-Rg 等价于–R0/360/-90/90-Rd 等价于–R-180/180/-90/90备注:-Rg和-Rd只能用于绘制全球区域,而对于有些投影来说,是不可能反应全球的。
那么,这两个简写就不能用于这样的投影图形中,如墨卡托投影。
除了可以设定地理区域和数据范围,-R选项还能设定时间坐标系的范围。
时间坐标系统通常有格里高利历和ISO历两种。
格里高利历的时间格式为:[date]T[clock],其中date的格式为yyyy[-mm[-dd]](year, month, day-of-month)或yyyy[-jjj](年和day-of-year);clock的形式为24小时制,具体格式为hh[:mm[:ss[.xxx]]].ISO历:date格式为yyyy[-Www[-d]](year,week, day-of-week)注:如果date没给,默认是当天;如果clock没给,默认是00:00:00.相对时间系统:可以通过给定初始历元和计时单位两个参数,用来标定相对时间系统。
GMT笔记-GMT常用画图等命令剖析

GMT笔记-GMT常⽤画图等命令剖析命令:backtracker Forward and Backward flowlines and hotspot tracksbinlegs维护GMT–SYSTEM 索引⽂件blockmean L2 (x,y,z)table data filter/decimatorblockmedian L1 (x,y,z)table data filter/decimatorblockmode Mode estimate (x,y,z)table data filter/decimatorcps把shell scripts 和数据⽂件插⼊到Complete PostScrip(t CPS)⽂件cpsdecode由Complete PostScript(CPS)⽂件提取shell scripts 和数据⽂件cpsencode把shell scripts 和数据⽂件插⼊到Complete PostScript(CPS)⽂件dat2gmt把⼀个ASCII ⽂件转换为⼆进位gmt ⽂件filter1d Filter 1 –D table data sets(time series)fitcircle得到⼀组数据点的最佳拟合⼤圆或⼩圆gmt GMT 数据处理和显⽰软件包gmt2bin由gmt ⽂件创建⼆进制索引⽂件gmt2dat⼆进制gmt⽂件转换为ASCII⽂件gmtconvert ASCII 和⼆进制1–D表⽂件之间转换gmtconvert数据表⽂件格式转换gmtdefaults当前缺省设置列表gmtinfo得到单独航次的信息gmtlegs查明⼀个给定地区的航次gmtlist由.gmt ⽂件提取数据gmtmath使⽤Polish Notation 语法对表格数据进⾏代数操作gmtpath获得gmt ⽂件的完全路径gmtselect选择基于多空间标准的数据⼦集gmtset改变当前的.gmtdefaults ⽂件所选择的参数gmttrack⼀个航迹绘图程序grd2cpt由⼀个⽹格⽂件创建⾊谱表grd2xyz 2 –D ⽹格⽂件转换为表格数据grdclip限定⽹格数据组的z值范围grdcontour绘制2–D ⽹格数据组等值线grdcut由⼀个⽹格⽂件抽取⼀个⼦区就是裁剪掉⼀部分只要感兴趣的部分grdcut ingrid-G outgrid -R ranggrdedit改变⼀个2–D ⽹格⽂件的标头信息grdfft Perform operations on gridded files in the frequency domaingrdfilter Filter 2 –D gridded data sets in the space domaingrdgradient由⽹格⽂件计算⽅向梯度,得到另⼀个⽹格⽂件grdhisteq⽹格⽂件柱状图均化(equalization)grdimage由⼀个2–D ⽹格数据组创建影像图grdinfo得到⽹格⽂件的信息grdlandmask Create masking gridded files from shoreline data basegrdmask Reset grid nodes in/outside a clip path to constantsgrdmath对⽹格⽂件进⾏代数操作grdpaste沿⼀条公共边界合并多个⽹格⽂件grdproject把⽹格数据组投影到⼀个新的坐标系grdraster Extract subregion from a binary raster and write a grd file grdreformat把⽹格⽂件转换为另⼀种格式grdsample对⼀个2-D ⽹格⽂件重新采样创建⼀个新的⽹格grdtrack沿1-D 轨迹对⼀个2-D ⽹格数据组重新采样grdtrend对⽹格⽂件进⾏多项式趋势拟合grdvector绘制2-D ⽹格⽮量区grdview由⼀个2-D ⽹格数据组创建3–D透视影像图grdvolume计算给定等值线以下的体积hotspotter Create CVA image from seamount flowlinesimg2mercgrd Extract region of img, preserving Mercator, save as grd makecpt创建⾊谱表⽂件makepattern Make GMT color pattern from b/w pattern or icon mapproject Transformation of coordinate systems for table data mgd77togmt Convert an MGD –77 ascii file to a binary gmt file minmax报告数据表⽂件极⼤极⼩值nearneighbor Nearest –neighbor gridding schemeoriginator Associate seamounts with hotspot point sourcesproject Project table data onto lines or great circlespsbasemap创建底图psclip Use polygon files to define clipping pathspscoast在图上绘制(和充填)海岸线、国界线和河流pscontour Contour or image raw table data by triangulationpscoupe Plot cross –sections of focal mechanisms.pshistogram绘制柱状图psimage Plot Sun rasterfiles on a mappslib v3.2 A PostScript based plotting librarypsmask Create overlay to mask out regions on mapspsmeca Plot focal mechanisms on mapspsmegaplot To create poster –size PostScript plots from page–size plot pspolar Plot polarities on the inferior focal half –sphere on maps psrose绘制扇形或玫瑰花图psscale在图上绘制灰度图例或彩⾊图例pssegy Create imagemasked postscript from SEGY filepssegyz Create imagemasked postscript from SEGY filepstext在图上绘制字串psvelo Plot velocity vectors, crosses, and wedges on mapspswiggle沿地图上⼀条规机绘制根据时间序列数据绘制曲线psxy在图上绘制符号、多边形和线条psxyz在图上绘制3–D符号、多边形和线条sample1d表格数据组重新采样spectrum1d Compute various spectral estimates from time –series splitxyz把xyz ⽂件分为⼏段surface⼀种连续弯曲的⽹格算法trend1d Fits polynomial or Fourier trends to y = f (x)seriestrend2d Fits polynomial trends to z = f (x,y)seriestriangulate Perform optimal Delauney triangulation and gridding参数:-B设定图边界尺标的间隔-H选项让GMT 知道输⼊数据⽂件具有⼀个(缺省)或多个头纪录。
- 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性,平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
- 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
- 3、如文档侵犯您的权益,请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间:9:00-18:30)。
GMT资料整理玻璃纤维毡增强的热塑性聚合物(Glass Mat-reinforced Thermoplastics),简称GMT,于上世纪60年代中期问世,是目前国际上极为活跃的复合材料开发品种之一。
这是一种以热塑性树脂为基体,以长玻璃纤维毡或连续纤维毡为增强物的复合材料。
GMT兼具材料和工艺性能的优点,并可以实行规模化生产,因而在代替传统材料方面发挥了很大作用。
1 工艺简介GMT工艺是通过干法(熔体浸渍法)或湿法(抄纸法)等将玻璃纤维毡与热塑性聚合物制成轻质复合片材,再根据需要切割之后预热,通过充压成型为最终制品的一种复合材料成型方法。
1.1片材加工方法GMT片材的生产工艺主要有:熔融浸渍法(干法)、浆态浸渍法(湿法、抄纸法)、流化床浸渍法、溶剂浸渍法、薄膜浸渍法、混纤混编法等。
目前可以工业规模化生产GMT片材的是熔融浸渍法和浆态浸渍法。
浸渍分为预浸渍和后浸渍。
预浸渍是指增强材料被基体树脂完全浸润和浸渍,后浸渍仅是纤维和树脂的物理混合。
预浸渍包括熔融浸渍和溶剂辅助浸渍,后浸渍包括薄膜层叠、粉末涂料、共纺织、混杂等。
1.1.1 熔融浸渍法(干法)熔体浸渍法(Melt Impregnation Process) 是70 年代初由美国PPG公司开发的一种GMT 生产方法,如图1 所示。
它是将两层玻璃纤维毡夹在三层热塑性树脂(主要是PP)之间,其中间层是熔融的热塑性树脂,而顶层和底层既可以是热塑性树脂薄膜,也可以是熔融的热塑性树脂,将这种夹层结构置于高于树脂熔点,低于树脂降解的温度之下用履带式压机进行压塑,随后使之冷却,再切成规格各异的不同片材,供模压制造厂家使用。
采用这种方法生产GMT 片材的主要厂家有Azdel ( GE Plastics) 、Elastogran (BASF) 和Symalit(Shell) 等公司,国内华东理工大学等。
(1)原料要求干法生产GMT常用聚丙烯树脂,还可以根据需要用尼龙、聚氯乙烯等。
增强材料常用连续玻璃纤维毡,短切玻璃纤维毡和针织玻璃纤维毡等,用聚丙烯作为基体树脂时,玻璃纤维必须使用与之相配的浸润剂。
1.1.2 浆态浸渍法(湿法、抄纸法)浆态浸渍法是一种树脂颗粒直接进入纤维结构的浸渍工艺。
由法国Arjomari公司和英国Wiggins Teape公司在造纸机械的基础上开发的Radlite工艺即属于此法,工艺流程如图2所示。
将长度6-25mm之间的玻璃纤维分散在水中,加入树脂粉末和一种乳液,这些组份悬浮于水中,加入絮凝剂后,使粉末和乳液凝结,在液压成屏筛上分离出来,干燥后形成的毡状凝聚物在高于树脂熔融的温度下压紧,制得GMT片材。
采用这种方法生产GMT片材的主要厂家有Azdel公司、Arjomari公司和新日铁集团、国内哈尔滨玻璃钢研究所等。
1.2 成型方式根据GMT的加热软化程度和成型时物料在模具内的流动情况,冲压成型工艺分为固态冲压成型和流动态冲压成型。
1.2.1 固态冲压成型将GMT裁剪成胚料,然后将胚料放入加热器中加热至低于树脂基材黏流温度10-20℃,装入模具内并快速合模加压,在模具内冷却定型后取出,经修边制成制品。
固态冲压成型工艺的成型压力小于10MPa,一般用于制造形状简单的制品。
GMT本身中没有材料的移动,也没有玻璃纤维的方向性问题。
1.2.2 流动冲压成型流动冲压成型是将GMT裁剪成与制品质量相等的胚料,在加热器内加热到高于树脂黏流温度10-20℃,放入模具内快速合模加压,使熔融态物料流动充满模腔,冷却定型制得制品。
流动态冲压成型的压力一般在10-20MPa。
该工艺适用于厚度和密度变化大、有凸台或凹槽等形状复杂的制品,也适合用于制造有金属预埋件的制品。
1.3 工艺优点GMT材料的应用总结下来具有以下优点:1.比强度高;GMT的强度和手糊聚酯玻璃钢制品相似,其密度为1.01-1.19g/cm,比热固性玻璃钢(1.8-2.0g/cm)小,因此,它具有更高的比强度。
2.轻量化、节能;用GMT材料做的汽车门自重可从26Kg降到15Kg,并可减少背部厚度,使汽车空间增大,能耗仅为钢制品的60-80%,铝制品的35-50%。
3.与热固性SMC(片状模塑料)相比,具有成型周期短、冲击性能好,可再生利用和储存周期长等优点。
4.冲击性能:GMT的吸收冲击的能力比SMC高2.5-3倍,在冲击力作用下,SMC、钢和铝均出现凹痕或裂纹,而GMT却安然无恙。
5.高刚性(GMT里含有GF织物、即使有10mph的冲击碰撞,仍能保持形状)。
除了优异的物理/机械性能之外,作为总成部件,GMT材料产品一体成型的特点决定了它低廉的系统成本,也十分有利于培养专业化、大批量生产和具有模块化供货能力的供应商团队,还将大大提高主机厂对供应商的管理效益。
3 产品工艺的发展3.1 轻质GMT(低密度GMT)热冲压成型是普遍采用的GMT模塑成型工艺。
热冲压所需的压力比模压工艺低得多,因此为这种低压力的热冲压工艺开发了一种低密度“充气”型GMT。
这是利用GMT中玻璃纤维在受热时试图回复到初始的随机取向的特征而形成。
当低密度的GMT在压塑前被加热的时候,原来被压缩的Z向纤维像弹簧一样在基体中伸展,致使片材的厚度比初始厚度大5~6倍。
这称为膨化现象。
膨化后的玻璃纤维毡保持“疏松”,纤维间存在气隙,从而制得刚度良好而重量大大减轻的制品。
这种膨化现象还可使模塑厂商制得厚度不一的制件。
这借助模具设计来实现。
在要求高拉伸强度的部位,可把膨化材料压得更薄;而在要求更厚的部位,则压得更轻,保持更大的膨化度,从而获得更高的刚度和更低的密度。
低密度GMT 的典型应用有汽车车顶内衬、车身底部防护板、行李架、遮阳板、内饰板等。
目前,“充气”型GMT的供应厂商有美国AZDEL公司(美国PPG公司与GE塑料公司的合资企业)、瑞士Quadrant塑料复合材料公司(简称QPC)和美国欧文斯科宁公司。
另外北美几家汽车模塑商也生产这种产品,但仅供自用。
低密度GMT的知名品牌有:(1) SuperLite片材(AZDEL公司)SuperLite片材的热成型温度为191~204℃,成型压力为2~3巴。
其膨化率接近200%。
有关人士称SuperLite的轻重量和低压成型性可使汽车车顶内衬的制造成本减少20%。
SuperLite已用于16种汽车的车顶内衬、5种汽车的遮阳板以及本田雅阁和丰田佳美汽车的后行李架、道奇公羊皮卡车的后板。
它还用于福特GT赛车中的11种内饰用途。
(2) SymaLITE片材(QPC公司)SymaLITE片材的玻纤含量为20%~60%,热成型压力为3.5巴。
玻纤含量越高,其膨胀度越大,可达到原始厚度的5~6倍。
它用于车顶内衬时的典型玻纤含量为55%,而用于车底防护板、车门内板和夹芯顶层时玻纤含量为40%。
SymaLITE的第一个商业用途是宝马5/6系列汽车的车底防护板。
该板含4个部件,在一个四腔模具中用不到1分钟的时间成型,其重量比传统制品减少30%。
该板的中心部位厚度4mm,以优化刚度和减噪效果,而周边厚度只有1mm,以便连接和密封。
该片材还用于克莱斯勒的Crossfire敞篷跑车中。
汽车设备制造商们还考虑用它制作车顶组件、机罩和行李舱盖等。
(3) AcoustiMax片材(欧文斯科宁公司)这种片材的一侧覆有网格布,另一侧有用户指定的胶膜,用以共塑所需的覆盖织物。
AcoustiMax片材具有各向同性特性,容易加工。
由于其良好的膨化能力,制品可获得优异的隔声性能。
在汽车车顶内衬应用中,AcoustiMax显示了比原用聚氨酯和其他GMT材料更优的特性。
在整个汽车内部温度范围内,它都具有优良的尺寸稳定性。
另外,AcoustiMax 片材还可用于卡车衬板、车门组件、座椅靠背和仪表板下杂物箱等。
3.2 GMTex片材对要求更高的用途,则可使用一种用织物补强的高性能GMT,这就是QPC公司制售的GMTex片材。
它是用普通GMT与机织物或缝编织物的多层结构在一种热塑性基体(通常为聚丙烯)中浸渍后在双带压机上一次压固形成,然后切割成坯料供货。
所用织物是用玻璃纤维、聚合物纤维或玻璃/聚合物复合纤维制成的,强度很高。
GMTex的模塑成型与普通GMT一样方便,可以采用热冲压或流动模塑工艺。
后者是最常使用的。
先把片材在红外线炉或对流热风炉中预热,在此使基体聚合物熔融透过坯料的整个厚度。
然后把坯料送入模腔,铺放在下模中。
压机快速闭模,压缩片材,使之填充模腔。
模具温度低于树脂的固化温度,对聚丙烯来说一般为40~60℃。
模具在15~25MPa压力下保持闭合,直到制件固化。
在用织物补强的坯料中,玻璃纤维毡(非织造部分)在成型时会流动,填充模具,而机织物或缝编织物则保持在进模的位置。
据称这种GMTex片材是普通GMT、LFT(长纤维增强热塑塑料)和许多热固性复合材料都不能匹敌的。
它具有很高的刚度、强度和抗冲击性,能有效地传递荷载,特别是在高蠕变、高疲劳或高应变率条件下。
这种片材非常适合于制造汽车保险杠,特别是保险杠中的纵向结构件。
保险杠历来是用钢型材或铝型材制作,或者用单向补强的GMT制作。
但在过去几年中,由于对车辆减重、零件集成化、高能量吸收率和高速下功率稳定性的要求日增,GMTex成为了此用途的佳选。
除保险杠外,GMTex还普遍用于汽车备胎架、货车举升式后栏板、后轴支架、越野车底部高荷载防护板和新一代座位结构等。
3.3 编制毡增强GMT玻璃纤维与聚丙烯纤维结合,编织成混杂粗纱,这是Vetrotex在欧洲申请的专利工艺。
由Vetrotex Certain Teed以商品名称Twintex在美国实现产业化。
这种方法减少了聚丙烯熔体所需要的流动距离,改善浸渍,许可模塑成型用较低的压力,而且纤维含量可以高达60-70%。
纤维可编织成多种形式,如平纹、斜纹、缎纹以及针织的、单向的、三维的等。
Twintex与GMT共同模压,随机纤维与连续纤维有协同作用。
3.4 GMT夹芯结构复合材料夹层结构是由三层以上的结构组成的复合结构。
夹层结构有两层薄而且高强度的面板材料,其间夹着一层厚而轻质的芯材。
这是为了满足轻质高强要求而发展起来的一种结构形式。
当要求零件有很高刚性的时,可设计夹芯结构。
选取适当的芯材料,可以满足多方面的要求。
3.5 其他发展3.3.1 矿物填充GMT矿物填充GMT 材料矿物填充GMT 材料是在热塑性基材中使用矿物和长纤维填充形成的,可用作填充物的材料包括滑石粉、碳酸钙、云母、硅石灰以及硫酸钡等,可提高力学性能并同时降低材料成本。
这项技术是由AZDEL公司开发成功,并申请了专利。
其不同于传统的热塑性基材的SMC材料,SMC材料不能象矿物填充GMT材料一样实现回收。
3.3.2 合金GMT问世40余年来,它一直是工程师们认为性能较好、价格适中的热塑性复合材料。