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大口径空心碳纤维圆管性能详解与案例实证
 
双击自动滚屏 网址:http://www.hfggqg.com   编辑:山东亨丰管业有限公司   日期:12-24   浏览数:293
       大口径空心碳纤维圆管性能详解与案例实证


碳纤维复合材料圆管是碳纤维材料应用中的典型产品,由于在比强度、比模量、线膨胀系数、耐腐蚀性、抗疲劳性和阻尼系数等方面比金属圆管更具优势,业已成为一种重要的结构材料,被广泛用于机械辊轴、高精度检具、光学遥感器、以及各种设备支架等的制造,在轻量化工业装备、无人机、医疗器械、热敏感、体育休闲等领域有着较好的应用前景。
通过卷制工艺生产的碳纤维圆管直径可达到150mm,但是从目前的碳纤维圆管实际消费量看,应用还多集于50mm以内的小口径碳纤维圆管上,在大口径碳纤维圆管的应用比例上偏少。国内外对碳纤维复合材料圆管各项性能的测试研究并不多,对大口径碳纤维圆管更是鲜有涉及,这就导致了很多潜在应用对象对大口径碳纤维圆管在拉伸强度、拉伸弹性模量、弯曲强度等性能方面持有疑问,缺乏足够的应用信心。本文就针对大口径碳纤维圆管的性能做一分析,希望藉此加速推动大口径碳纤维圆管的应用进程
碳纤维管状复合材料在力学表现中较突出的特点就是各向异性,纤维方向和垂直纤维方向的力学性能完全不一样。其拉伸时的载荷-变形曲线不同于低碳钢拉伸那样明显地分为弹性、屈服、颈缩和断裂四个阶段,而是一根接近直线的曲线,但由于其具有基体树脂以及纤维层,故而其破坏形式有断裂和炸裂两种模式。碳纤维管在变形下首先是发生基体断裂,断裂后逐渐开始纤维作用,较后是纤维断裂。
  实验方法:选取无锡威盛新材料科技有限公司生产的壁厚均为1mm、长度为60mm的直径为10mm-150mm的碳纤维圆管各一根,作为实验样品。实验前根据不同的口径分别计算出碳纤管试样的横截面积,然后在拉伸试验机上进行缓慢加载,直到试样断裂,记录其较大载荷,根据较大载荷与横截面积的比值求出其强度极限。
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