制品缺陷与工艺因素的对应
在强度方面,碳纤维制品的缺陷表现为边角强度过低或局部强度显著下降。成型压力的大小同样取决于物料的品种,而且与制品的结构形状和模具的结构形式有关。如果制品本身的结构设计不合理,如角根曲率半径过小,成品在边角处的强度必然会受到影响。如果铺料时未能准确计算制品所需用料量,造成用料富余,就会在边角等局部位置造成铺料叠加现象,一旦有了料结团,制品的整体强度就存在不均匀性。如果加压过早,树脂本身反应程度较低,分子量较小黏度低,在压力下极易流失,在制品中产生树脂集聚或局部纤维曝露的几率就会比较大,进而影响到整个制品强度。
碳纤维复合材料用于体育器材的优势
高比强度和高比模量
碳纤维复合材料的比强度(单位质量的强度)和比模量(单位质量的模量)分别是杉木的4倍和3倍、梧桐木的3.4倍和4.4倍、钢材的7~1 2倍和3—5倍。突出的比强度、比模量,使其可用来制造轻而强和刚而坚的各种制品,特别适合于制作体育器材。
疲劳强度大
碳纤维结构稳定,在其制成复合材料经过百万次循环应力疲劳试验后,其强度保留率仍可达60%,而钢材为40%,铝材为30%。耐疲劳强度高,使得体育器材的使用寿命更长。
热膨胀系数小
碳纤维的热膨胀系数在室温时几乎为负值,当温度为200~400℃时,其热膨胀系数为零;当温度低于1 000℃时,其线膨胀系数为1.5×10曲K。
碳纤维复合材料在体育器材上的应用
碳纤维复合材料在体育器材上的应用
1、撑竿
的碳纤维撑竿可以保证撑竿既柔韧结实又不会断裂或扭结,它可将运动员持竿快速助跑的动能部分转变成撑竿的弹性变形能,当撑竿被压弯到弧度后,这部分弹性变形能再释放出来,转变成运动员的势能,帮助运动员腾空跃起,飞越横杆。
2、高尔夫球杆
高尔夫球杆由握把、杆身、杆头组成,碳纤维复合材料具有高阻尼特性,可使击球时间延长,球被击得更远。
3、网球拍
网球拍的发展趋势是大型化、轻量化。在赋予运动员舒适感的同时也使网球获得了较大的初速度。
4、
碳纤维复合材料的耐疲劳特性是玻璃钢和金属材料所无法比拟的,因而所制弓臂的使用寿命更长。
5、自行车
自行车的车构架、前叉部件、车轮、曲轴及座位支架等均使用碳纤维复合材料制成,不仅使自行车外观更具美感,同时也赋予了车体良好的刚性和减震性能。车体重量进一步下降,骑乘舒适性更好。
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碳纤维车架是如何制成的?
碳纤维车架是如何制成的?
什么是碳纤维?
碳纤维是一种聚合物,准确的说,是经过多种加热步骤而定型为丝线状的碳原子。这些长丝每根直径约5-10微米,比一般人发细10-20倍。
这些单丝聚集在一起形成丝束,就像将几股线搓成一根绳子那样,一起工作的碳纤维,拥有了人们印象中的特质——轻巧、坚固。
单根碳丝束使用的细丝数量,或用大家熟悉的叫法,模量,就成了碳纤维的常见的度量标准。
环氧树脂是车架质量高低的关键
碳丝束在加入环氧树脂前,还是很软,几乎毫无用处。向碳纤维添加树脂可将材料转变为复合材料,更准确的工程术语叫,碳纤维增强聚合物(CFRP)。由于复合材料通常也是分层的,也被称为层压材料。
一般来说,碳车架的设计可能性是无限的,如果做得好,碳车架的寿命几乎是无限的。
设计一个碳纤维车架是个艰难、缓慢而复杂的过程。无论是材料、受力还是外观,这些过程都很缓慢,不同的品牌之间差异也非常巨大。
通过生产更加一致的复合碳纤维,才能放开设计人员的手脚,从而设计出更轻,更坚固,更耐疲劳的车架,而不需要像之前要求的那么大的安全系数。”
碳纤维车架是通过模压的工艺方法来生产出来的。碳纤维模压设备请咨询:威海市通联精密机械有限公司
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