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碳纖維無人機的設(shè)計需要考慮的因素

文章出處:網(wǎng)絡責任編輯:編輯人氣:發(fā)表時間:2019-01-07【


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  目前無人機領(lǐng)域只要的制作材料是碳纖維,無論是外殼、機臂還是螺旋槳部件,碳纖維材料都能夠完美的實現(xiàn)無人機對部件性能的要求。碳纖維強度特別高的(strength)和輕量化的特點給無人機制造領(lǐng)域帶來了巨大的進步,用碳纖維來制作無人機在結(jié)構(gòu)設(shè)計和制作工藝上有非常多需要注意(attention)的突出點,下面新材來介紹一下碳纖維無人機的設(shè)計工藝和發(fā)展。
  無人機和飛機相比具有小巧靈活、重量輕、造型多變等特點,在制作的時候載人飛機的安全和飛行標準已經(jīng)完全沒有辦法勝任,在碳(C)纖維部件結(jié)構(gòu)設(shè)計及加工方式方法上需要設(shè)立新的標準,而且需要積累各方的研究(research)實驗數(shù)據(jù)(data)。碳纖維配件一種含碳量在95%以上的高強度、高模量纖維的新型纖維材料。它是由片狀石墨微晶等有機纖維沿纖維軸向方向堆砌而成,經(jīng)碳化及石墨化處理而得到的微晶石墨材料。
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  碳(C)纖維復合材料性能并非是固定(fixed)的,而是一個復雜的復合材料體系,制作出來的無人機部件性能會隨著制作材料的調(diào)整(如碳布選擇、樹脂(Resin)的配比等)和制作流程的改變(如碳布的鋪層角度(angle)和數(shù)量、成型的工藝等)發(fā)生很大的差異,需要很多的實驗(experiment)積累才能將一定造型的無人機發(fā)揮出最完美的材料性能。
  無人機不同部位的受力環(huán)境不同,在進行碳纖維材料(Material)制作過程中需要對碳纖維布置的厚度和纖維排列的角度做精確的調(diào)整,不同性能要求下需要用到的樹脂(Resin)類型和輔料配比不同。這些在進行無人機結(jié)構(gòu)設(shè)計以及部件內(nèi)部結(jié)構(gòu)設(shè)計時都需要綜合考慮,并通過(tōng guò)儀器設(shè)備測算出最佳方案(fāng àn)。
  無人機最早多用于研究實驗(experiment)和軍事領(lǐng)域,這類領(lǐng)域的預算相對要高一些,但是隨著無人機在民用領(lǐng)域的普及(指遍布、遍及於一般)和應用數(shù)量的擴大,成本控制(control)問題(Emerson)便成為了碳(C)纖維無人機設(shè)計人員需要考慮(consider)的重要因素(factor)。碳纖維配件“外柔內(nèi)剛”,質(zhì)量比金屬鋁輕,但強度卻高于鋼鐵,并且具有耐腐蝕、高模量的特性,在國防軍工和民用方面都是重要材料。它不僅具有碳材料的固有本征特性,又兼?zhèn)浼徔椑w維的柔軟可加工性,是新一代增強纖維。碳纖維制品就是指以碳纖維預浸布為原材料,通過不同的加工方法,加工成為能夠滿足使用要求的材料制品。碳纖維材料(Material)成本雖然相對較高,但是占總成本的比例并不大,大部分成本由復雜的制作工藝產(chǎn)生,所以設(shè)計出簡單易實現(xiàn)的結(jié)構(gòu)能大大的降低成本。

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  無人機的應用領(lǐng)域越來越廣泛(extensive),對于產(chǎn)品(Product)的要求也越來越復雜,單一的材料和造型設(shè)計在未來會越來越難以滿足應用需求,所以設(shè)計和材料人員需要不斷的對無人機的結(jié)構(gòu)適應性設(shè)計和材料環(huán)境適應性上做研發(fā)讓自身的產(chǎn)品更先進,更具價值。
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