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你懂碳纖維復(fù)合材料結(jié)構(gòu)設(shè)計嗎

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你懂碳纖維復(fù)合材料結(jié)構(gòu)設(shè)計嗎

  碳纖維是一種含碳量超過90%的一種新型結(jié)構(gòu)資料,在多個范疇中都可能見到它的身影,在制造重要部件中,將碳纖維復(fù)合資料取代傳統(tǒng)金屬資料已經(jīng)逐步受到青眼,碳纖維存在極強的設(shè)計自由度,對其結(jié)構(gòu)設(shè)計中所須要考慮的因素較多,本文咱們一起來理解一下碳纖維結(jié)構(gòu)設(shè)計的要點。碳纖維復(fù)合材料經(jīng)過一系列熱處理轉(zhuǎn)化而成,含碳量高于90%的無機高性能纖維,是一種力學(xué)性能優(yōu)異的新材料,具有碳材料的固有本性特征,又兼?zhèn)浼徔椑w維的柔軟可加工性,是新一代增強纖維。

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在設(shè)計進程中,首先要考慮到構(gòu)件的力學(xué)機能,部件在外力載荷的作用下,如何判斷部件的利用載荷不會超出才干范疇,這個是通過資料的力學(xué)盤算得出的,而部件的才干的極限,就是復(fù)合資料設(shè)計者須要考慮的問題,通過公道的搭配纖維跟樹脂,優(yōu)化纖維排布,用公道的資料,滿意設(shè)計須要。碳纖維型材在之前還有一種說法是,碳纖維制品與同等質(zhì)量的金屬材料相比,碳纖維的強度等于金屬強度的12陪。碳纖維制品擁有極高的材質(zhì)特性,因此碳纖維制品的強度大,硬度高,遠超過同體積同重量的金屬材質(zhì)。因此,碳纖維制品在航空、航海、軍工等高科技工業(yè)領(lǐng)域有著廣泛的應(yīng)用。也正是因為如此,此前世界上碳纖維技術(shù)發(fā)達的國家(美國、德國、日本、韓國),對于向中國輸出碳纖維產(chǎn)品和技術(shù),保持著極其謹慎的態(tài)度。即使在目前,我國碳纖維以及碳纖維制品的進口,還受到發(fā)達國家的嚴(yán)格控制。而這個力學(xué)機能也要從三個方面來考慮,首先是判斷產(chǎn)品結(jié)構(gòu)的外形尺寸,二是判斷鋪層計劃,三是抉擇纖維、樹脂的配比,決定單層的機能。
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除了力學(xué)機能所需,對結(jié)構(gòu)件的牢固性也尤為重要,特別是一些細的長桿,在蒙受壓力的同時,是否可能保障原有的直線均衡。對碳纖維復(fù)合資料部件在開發(fā)進程中,不太可能都采取一體成型工藝,在部件與部件之間須要連接,常用的膠粘工藝重要是利用膠粘劑連接。
碳纖維在醫(yī)療器械、汽車產(chǎn)業(yè)、軌道交通等范疇都施展著重要的作用,新材碳纖維產(chǎn)品案例

 
 

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