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碳纤维复合材料结构设计要点(2)

发布日期:2018-08-13 00:00 来源:http://www.cedar-composites.com 点击:

铺层结构

铺层结构是碳纤维复合资料结构规划的要害,怎么把单层结构的优异功能传递到复合资料结构部件上,铺层结构起到承上启下的效果。关于复合资料铺层应留意以下几点:

1. 树脂是碳纤维复合资料力学功能的短板,所以尽量防止将载荷直接加到层间或许树脂之间。也就是说,0°、±45°、90°的纤维都要有,不然载荷会将部件从没有纤维排布的方向撕裂。

2. 为了防止层合板边际开裂,尽量防止重复单一方向的铺层,规划时最多不超越5层。

3. 为了防止最外层铺层的剥离,在部件的主载荷方向,应铺放±45°纤维,而不能铺放0°和90°纤维。别的,防止最外层铺层连续或不完整。

4. 若运用非对称铺层,每层因同方向上热膨胀系数不同会出现翘曲,因此,一般要选用对称铺层。

5. 当增加补强铺层时,每层阶梯最少要3.8-6.4mm,附加铺层也应尽量选用对称铺层。
衔接

碳纤维复合资料部件开发过程中,不太可能都选用全体成型技能,需求进行部件与部件之间的衔接的,则需求对衔接方式进行规划。

一般来讲,碳纤维复合资料部件的衔接有三种方式:机械衔接、胶结衔接、混合衔接。机械衔接适用于衔接件厚度大、牢靠性要求较高、传递较大会集载荷的状况。胶结主要是使用粘结剂将零件衔接成不行拆分的全体。

 

混合衔接是胶结和机械衔接的组合,它能够提高抗剥离、抗冲击、抗疲惫、抗蠕变等功能。



疲惫与冲击损害

复合资料的疲惫与金属资料比较,有必要考虑温度、湿度、冲击损害等因素。大多数状况下,冲击损害在结构规划中覆盖了疲惫问题。

 

疲惫

一般状况下,复合资料的拉伸疲惫优于金属。在正交层合板时疲惫或交变载荷效果下的开裂相对安稳,比金属开裂扩展的慢。对复合资料有必要留意受冲击后的紧缩、剪切以及层间剪切在交变载荷效果下,引起的疲惫损坏。疲惫引起的前期损坏要因如下:

1. 缺口,尖角

2. 截面骤变

3. 突起

4. 极端的偏疼载荷

5. 螺栓衔接接头

6. 快速摆动

 

 

冲击损害

关于碳纤维复合资料结构,一般应将CAI强度(冲击后紧缩强度)作为规划参数之一。飞机上断定损害容限就是这么考虑的。损害容限就是部件中允许的损害规模,假如超出这个极限,损害将会明显影响部件的功能。碳纤维复合资料的冲击损害容限有必要在可检测到的规模内,作为规划参数之一加以考虑。

即便存在肉眼不行见的损害,也要保证结构不发生CAI强度的下降。改进冲击损害的损害容限,能够在碳纤维资料中参加芳纶纤维或许玻璃纤维。

相关标签:碳纤维改装

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