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碳纤维制品

碳纤维制品结构部件设计生产需要考虑到强度和刚度

发布于:2020年12月26日

       用碳纤维复合材料代替传统金属材料可以实现更明显的耐高温、耐摩擦、导电、导热及耐腐蚀等性能,在进行碳纤维制品结构部件设计生产中,需要考虑到强度和刚度。如今的碳纤维复合材料因其良好的使用性能而得到军工、航天等行业的应用,而民间,很多碳纤维爱好者也因为奇货可居或使用效果而对相关材料进行收藏,但是如果考虑设计生产结构部件,在代理传统金属材料实现更好的作用的同时,部件的强度与刚度设计是重点。

碳纤维制品结构部件设计生产需要考虑到强度和刚度

       部件在外力载荷的作用下,需要有抵抗变形与破坏的能力,但是这个能力又是有限度的。碳纤维复合材料应用如何确定部件的使用载荷不会超出部件的能力极限,可以通过材料力学计算得出,而部件的这个能力极限,就是碳纤维复合材料结构设计者需要考虑的问题。通过合理的搭配纤维和树脂,优化纤维排布,用最少的材料,满足设计需求,体现了复合材料设计者精湛的技巧。不过决定复合材料强度与刚度的因素,不但与纤维和树脂的种类有关,还与碳纤维的铺层方向以及层与层之间结合搭配有关。

       其次是碳纤维制品结构部件的稳定性,尤其是对一些细长杆结构,在受压时可能会出现失稳现象,保证其原有的直线平衡状态是设计者需要考虑的最终目标。而对于一些框架结构部件,如果铺层不均匀,也会产生翘曲失稳,所以在制造过程中尤其注意,最好采用对称铺层,以防变形不均匀。一般情况下,不管是框架结构还是细长杆结构,在碳纤维制品部件没有达到极限载荷之下不应该产生失稳现象,否则构件便可能认定为不合格。


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