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碳纤维复合材料构件的特性有哪些

澳门赌搏网站大全:2017-04-01 16:52阅读次数:
  碳纤维复合材料具有强度高、重量轻、耐高温、抗蠕变、抗震等一系列优异的性能,深受人们欢迎。作为21世纪的新兴材料,它的结构构件设计和制作与一般结构有显著区别,材料、结构和工艺的设计制作过程是同时完成的。这篇文章,小编就来讲一下碳纤维复合材料结构件的特性。
 
碳纤维复合材料构件
(图示:碳纤维复合材料构件)
 
  1、材料设计、结构设计和工艺设计要同时进行。在碳纤维复合材料构件的设计中,除了要考虑基体材料外,还根据构件的受力特点进行铺层方案的设计,并且同时考虑工艺方案对构件的影响。
 
  2、结构特性的可设计性。碳纤维树脂基复合材料的强度和刚度依赖于碳纤维的铺设方向、纤维的含量、树脂的基体特性。
 
  3、材质的各向异性。碳纤维复合材料的沿纤维方向比垂直于纤维方向的强度和刚度要大很多倍,常常在受力过程中出现这样的破坏模式:承担主要荷载的纤维方向上没有受破坏,反而在其它方向低压力下发生了破坏,这是构件设计中需要注意的。另外,材质的各项异性还表现在构件复合层所受正应力会引起剪应变、剪应力又会引起线应变,弯距会引起扭转变形,扭转也可能引起弯曲变形。
 
  4、材料的不均匀性。碳纤维复合材料在宏观和微观上都是不均匀的,这种不均匀性带来构件的耦合效应,即在小变形的情况下,面内的内力会导致弯曲变形,弯曲内力会引起面内变形,从而构件的破坏形式复杂多样。
 
  5、较低的层间性能。金属的剪切强度约为其拉伸强度的50%,而碳纤维复合材料构件的层间剪切强度和层间拉伸强度最高只能达到基体树脂的剪切强度和拉伸强度,因而构件的树脂基体选材十分重要。
 
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