碳(C)纖維管是復合材料(Material)中典型的先進產品(Product),包含圓管、方管、彎管、三通管、四通管等,其中圓管是最常用的一種,廣泛(extensive)用于航天航空、機械等領域。碳纖維制品由于碳纖維擁有極高的材質特性,因此碳纖維制品的強度大,硬度高,遠超過同體積同重量的金屬材質。因此,碳纖維制品在航空、航海、軍工等高科技工業(yè)領域有著廣泛的應用。也正是因為如此,此前世界上碳纖維技術發(fā)達的國家(美國、德國、日本、韓國),對于向中國輸出碳纖維產品和技術,保持著極其謹慎的態(tài)度。即使在目前,我國碳纖維以及碳纖維制品的進口,還受到發(fā)達國家的嚴格控制?,F(xiàn)將T300的碳纖維環(huán)氧(Oxygen)樹脂(Resin)預浸布按照±45°/0°/±45°/0°/±45°/±45°/0°/±45°/0°/±45°的鋪層方式以纏繞的工藝制成碳纖維管,具體來分析一下它的性能。 copyright 123456
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密度(單位:g/cm3或kg/m3):經測量碳(C)纖維管的密度為1.451g/cm^3,并計算出樹脂(Resin)含量為53.4%,比預浸布的樹脂含量高,說明復合材料(Material)圓管有空隙率。當以5%的空隙率計算時,得到樹脂含量為39.0%,與頂浸布的樹脂含量符合。
折疊剪切強度(strength)和模量:碳(C)纖維圓管彎曲剪切模量分析(Analyse)復雜,因為管子承受橫向彎曲時,管壁上要承受垂直方向的剪切應力,而這個剪切應力又可以分解成兩個剪切應力。碳纖維制品就是指以碳纖維預浸布為原材料,通過不同的加工方法,加工成為能夠滿足使用要求的材料制品。經測試(TestMeasure),它的彎曲的剪切模量理論為8.63GPa,實測為8.46GPa,比較相符。當碳纖維圓管彎曲受剪時,其剪切應力是很復雜的,不僅有沿管壁切向剪應力,還有垂直管壁的層間剪應力。理論上,此碳纖維管的剪切強度為112MPa,實際測得103MPa,與理論值也很相近。
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拉伸強度(strength)和模量:圓管的理論拉伸強度為488MPa,實際為428MPa,實側值遠未達到理論值,主要有兩個原因:一是層間粘結性能欠佳,在試驗過程發(fā)生分層,使復合材料(Material)管壁沒有起整體作用;第二是管子兩端夾頭,是用玻璃材質鋼包(解釋:鋼水包用于煉鋼廠進行澆注作業(yè))繃金屬夾頭,再連接金屬拉伸夾頭,拉伸力(tensile pull)是由包纏繞的玻璃鋼靠膠接力傳到碳(C)纖維復合材料管子上的,中間有個力的傳導。而它的實際拉伸模量與理論值是很相近的。
從上面可以看出,碳(C)纖維圓管的實際性能和理論性能是比較相近的,且重量非常輕,強度(strength)高、模量高,越來越多的碳纖維管正代替金屬管使用。碳纖維制品由于碳纖維擁有極高的材質特性,因此碳纖維制品的強度大,硬度高,遠超過同體積同重量的金屬材質。因此,碳纖維制品在航空、航海、軍工等高科技工業(yè)領域有著廣泛的應用。也正是因為如此,此前世界上碳纖維技術發(fā)達的國家(美國、德國、日本、韓國),對于向中國輸出碳纖維產品和技術,保持著極其謹慎的態(tài)度。即使在目前,我國碳纖維以及碳纖維制品的進口,還受到發(fā)達國家的嚴格控制。掌握(熟知并能運用) 先進、高效(指效能高的)的復合材料(Material)模壓、袋壓、充氣、纏繞等成型工藝。擁有先進的纖維增強復合材料板材、管材、模壓、熱壓罐、數控加工等生產(Produce)線,可生產各種規(guī)格(specifications)的高性能碳纖維管。碳纖維管
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