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碳纤维复材的破坏模式

所属分类:行业动态 | 浏览次数:0 | 发布日期:2017-05-11 17:16:02

       虽然碳纤维复材拥有相当高的强度,但是由于复合材料具有材料方向性,有别于等向性的金属材,若受力方向并非在纤维走向,则很容易达到破;除此之外,以树脂构成的基材,在复杂的受力料坏情况下,也可能产生基材断裂或者是界面脱黏。因此,复材的破坏模式,可广义的分为:基材断裂、界面脱黏、纤维断裂。

       其中,基材断裂与界面脱黏可归类为胶合介面的破坏。主导胶合介面强度的因素主要有二,内聚及粘着力。内聚代表的是胶料本身的强度;粘着力则是胶料与接著物问的吸引力。一般而言,粘着力的强度相对於内聚弱上许多。

  传统的制作材料要比碳纤维复合材料差很多,碳纤维复合材料拥有很多其他材料不具备的优点,由于这种复合材料是由树脂包裹的碳纤维组合而成,重量轻而且强度高,大约是钢材料重量的四分之一,但是强度更好,而且碳纤复材耐磨损、耐腐蚀、应用范围更广阔。

  民用碳纤维目前在汽车方面使用较多,这种材料除了重量轻以外,安全性也很卓越,碳纤维复合材料在碰撞时对能量的吸收能力很强,所以在汽车外壳和汽车保险杠均可使用。碳纤维复材之所以强度高主要原因是是碳纤维有着很强度抗撕裂性能,沿着碳纤维排列方向有着非常大的韧性,通过设计铺层和产品设计可以调整最大负荷形态。

  一如自然界中动物骨骼或植物茎络只在需要的地方形成较厚的结构,同样的,在汽车上使用碳纤维设计人员必须要对汽车重点安全区域做纤维铺层方向和选材用量的调整,这样才能实现汽车整体的性能安全。让碳纤维部件在达到减重的要求下,复合使用的性能要求。

  简单来说,与车用钢板最大的不同除了重量之外,这种特殊材料还可以在某一个方向表现出与钢板一样的强度,但在另一方面,却又有很好的可弯曲性。
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