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你懂碳纖維復(fù)合材料結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)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(gè)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(qiáng)的設(shè)計(jì)自由度，對(duì)其結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中所須要考慮的因素較多，本文咱們一起來(lái)理解一下碳纖維結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的要點(diǎn)。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(wú)機(jī)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(qiáng)纖維。

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在設(shè)計(jì)進(jìn)程中，首先要考慮到構(gòu)件的力學(xué)機(jī)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(huì)超出才干范疇，這個(gè)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(jì)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(jì)須要。碳纖維型材在之前還有一種說(shuō)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(qiáng)度等于金屬?gòu)?qiáng)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(qiáng)度大，硬度高，遠(yuǎn)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?yàn)槿绱耍饲笆澜缟咸祭w維技術(shù)發(fā)達(dá)的國(guó)家（美國(guó)、德國(guó)、日本、韓國(guó)），對(duì)于向中國(guó)輸出碳纖維產(chǎn)品和技術(shù)，保持著極其謹(jǐn)慎的態(tài)度。即使在目前，我國(guó)碳纖維以及碳纖維制品的進(jìn)口，還受到發(fā)達(dá)國(guó)家的嚴(yán)格控制。而這個(gè)力學(xué)機(jī)能也要從三個(gè)方面來(lái)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(jì)劃，三是抉擇纖維、樹脂的配比，決定單層的機(jī)能。
除了力學(xué)機(jī)能所需，對(duì)結(jié)構(gòu)件的牢固性也尤為重要，特別是一些細(xì)的長(zhǎng)桿，在蒙受壓力的同時(shí)，是否可能保障原有的直線均衡。對(duì)碳纖維復(fù)合資料部件在開發(fā)進(jìn)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