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碳纖維受力破壞模式分析
發(fā)布時間: 2023年04月12日




  雖然碳纖維復(fù)材擁有相稱高的強(qiáng)度,但是因?yàn)閺?fù)合材料具有材料方向性,有別于等向性的金屬材,若受力方向并非在纖維走向,則很容易達(dá)到破;除此之外,以樹脂構(gòu)成的基材,在復(fù)雜的受力料壞情況下,也可能產(chǎn)生基材斷裂或者是界面脫黏。因此,復(fù)材的破壞模式,可廣義的分為:基材斷裂、界面脫黏、纖維斷裂。

碳纖維斷裂

  其中,基材斷裂與界面脫黏可歸類為膠合介面的破壞。主導(dǎo)膠合介面強(qiáng)度的因素重要有二,內(nèi)聚及粘著力。內(nèi)聚代表的是膠料自己的強(qiáng)度;粘著力則是膠料與接著物問的吸引力。一樣平常而言,粘著力的強(qiáng)度相對於內(nèi)聚弱上很多。

  傳統(tǒng)的制作材料要比碳纖維復(fù)合材料差許多,碳纖維復(fù)合材料擁有許多其他材料不具備的好處,因?yàn)檫@種復(fù)合材料是由樹脂包裹的碳纖維組合而成,重量輕而且強(qiáng)度高,大約是鋼材料重量的四分之一,但是強(qiáng)度更好,而且碳纖復(fù)材耐磨損、耐腐蝕、應(yīng)用范圍更廣闊。

  民用碳纖維目前在汽車方面使用較多,這種材料除了重量輕以外,安全性也很杰出,碳纖維復(fù)合材料在碰撞時對能量的吸取能力很強(qiáng),所以在汽車外殼和汽車保險杠均可使用。碳纖維復(fù)材之所以強(qiáng)度高重要緣故原由是是碳纖維有著很強(qiáng)度抗撕裂性能,沿著碳纖維排列方向有著特別很是大的韌性,通過設(shè)計(jì)鋪層和產(chǎn)品設(shè)計(jì)可以調(diào)整最大負(fù)荷形態(tài)。

  一如天然界中動物骨骼或植物莖絡(luò)只在必要的地方形成較厚的結(jié)構(gòu),同樣的,在汽車上使用碳纖維設(shè)計(jì)人員必須要對汽車重點(diǎn)安全區(qū)域做纖維鋪層方向和選材用量的調(diào)整,如許才能實(shí)現(xiàn)汽車團(tuán)體的性能安全。讓碳纖維部件在達(dá)到減重的要求下,復(fù)合使用的性能要求。

  簡單來說,與車用鋼板最大的不同除了重量之外,這種特別材料還可以在某一個方向體現(xiàn)出與鋼板一樣的強(qiáng)度,但在另一方面,卻又有很好的可彎曲性。

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