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碳纤维复合材料结构件与传统金属构件比较

所属分类:行业动态 | 浏览次数:0 | 发布日期:2017-03-07 16:25:39

        碳纤维复合材料由碳纤维和树脂基体组成,拥有可设计性强、强度高、重量轻、热膨胀系数低等特点,可作为结构件或功能件使用,是一种新兴材料,下面就就来将碳纤维复合材料结构件与传统的金属构件性能比较一下。

        1、比强度、比模量:碳纤维增强环氧树脂基复合材料的轻质高强性能最为显著,其比强度比钢材高5倍,比铝合金高4倍,比模量则是钢、铝的4倍,这样性能优越的材料如果合理使用在结构构件中必然会有助于解决许多传统材料无法解决的难题。
 
  2、耐疲劳性:通常金属材料疲劳强度极限是其拉伸强度的30%~50%,而碳纤维复合材料的疲劳强度极限为其拉伸强度的70%~80%,说明在长期交变载荷条件下工作时,其构件的寿命高于传统材料构件。
 
  3、阻尼减震性:受力结构的自振频率除了与形状有关外,还同结构材料的比模量平方根成正比,根据对比模量的分析可知。碳纤维复合材料比金属有更高的自振频率,且其界面有较大的吸收振动的能力,因而材料的阻尼较高,这些特性都有利于提高复合材料结构的抗震性能。
 
  4、破损安全性:研究表明,碳纤维复合材料的破坏需经历基体损伤、开裂、界面脱粘、纤维断裂等一系列过程,当少数增强纤维发生断裂时载荷又会通过基体的传递分散到其它完好的纤维上去,这些过程都能降低灾难性破坏突然发生的机率。而金属产生裂纹后损伤不断加重,外力并不能均匀分散。
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