碳纖維板的鋪層設(shè)計

　　當(dāng)代高科技產(chǎn)物大多出自軍事領(lǐng)域，碳纖維復(fù)合材料(Material)也不例外，上世紀(jì)50年代美蘇冷戰(zhàn)，出于武器戰(zhàn)略的需要，開始使用它并取得顯著的效果。碳纖維手機(jī)殼外柔內(nèi)剛”，質(zhì)量比金屬鋁輕，但強(qiáng)度卻高于鋼鐵，并且具有耐腐蝕、高模量的特性，在國防軍工和民用方面都是重要材料。它不僅具有碳材料的固有本征特性，又兼?zhèn)浼徔椑w維的柔軟可加工性，是新一代增強(qiáng)纖維。碳纖維復(fù)合材料在之前還有一種說法是，碳纖維制品與同等質(zhì)量的金屬材料相比，碳纖維的強(qiáng)度等于金屬強(qiáng)度的12陪。隨著時代的發(fā)展，現(xiàn)在碳纖維復(fù)合材料不僅在軍事領(lǐng)域有使用，體育用品、汽車高鐵、機(jī)械制造等民用領(lǐng)域也隨處可以看到它的身影。在其制品制造的過程(guò chéng)中，鋪層設(shè)計是很關(guān)鍵的一步。

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  　　合理的鋪層角度，可優(yōu)化局部件的力學(xué)性能以及其它性能，目前常用的鋪層角都為0°、45°、90°、135°；如果鋪層角度設(shè)計不合理，碳纖維的材料(Material)優(yōu)勢就沒有辦法體現(xiàn)(tǐ xiàn)，成本也會增加。碳纖維手機(jī)殼外柔內(nèi)剛”，質(zhì)量比金屬鋁輕，但強(qiáng)度卻高于鋼鐵，并且具有耐腐蝕、高模量的特性，在國防軍工和民用方面都是重要材料。它不僅具有碳材料的固有本征特性，又兼?zhèn)浼徔椑w維的柔軟可加工性，是新一代增強(qiáng)纖維。下面以層壓板為例重點(diǎn)(zhòng diǎn)介紹一下：
  　　1、鋪層角的均衡性。為了最大化減少復(fù)合材料(Material)部件固化過程(guò chéng)中產(chǎn)生的殘余應(yīng)力以及翹曲變形，層壓板的鋪層在承載方向應(yīng)該是均衡的，例如對于一個+α°角的鋪層，應(yīng)存在一個-α°的鋪層與之對應(yīng)。
  　　2、同一鋪層方向的數(shù)量要求。為了抵制泊松效應(yīng)，層壓板中同方向的鋪層數(shù)推薦值在8%~67%之間。如果出于特殊需要，層壓板的鋪層全部為45°/135°；這將是例外情況(Condition)。但上面出現(xiàn)的情況應(yīng)該符合應(yīng)力準(zhǔn)則以及相應(yīng)的生產(chǎn)制造標(biāo)準(zhǔn)。
  　　3、鋪層的對稱性。碳纖維制品就是指以碳纖維預(yù)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。為了最大化減少固化過程(guò chéng)中的變形，整體鋪層順序應(yīng)該在層壓板結(jié)構(gòu)鋪層中心線兩側(cè)對稱，中心線一般位于層壓板的中部區(qū)域。
  　　4、鋪層角的均勻分布。為確保均勻的鋪層順序，不間的鋪層角度應(yīng)該在鋪層順序中均勻分布。例如推薦采用鋪層s，90°均勻分布于層壓板之間。
  　　5、限制最大連續(xù)鋪層數(shù)。碳纖維制品由于碳纖維擁有極高的材質(zhì)特性，因此碳纖維制品的強(qiáng)度大，硬度高，遠(yuǎn)超過同體積同重量的金屬材質(zhì)。因此，碳纖維制品在航空、航海、軍工等高科技工業(yè)領(lǐng)域有著廣泛的應(yīng)用。為了最大化減少形成微裂紋，應(yīng)限制同一鋪設(shè)角度的最大連續(xù)鋪層數(shù)。推薦鋪層中同一鋪設(shè)角度的最大連續(xù)層數(shù)小于4，并且連續(xù)同角度鋪層厚度應(yīng)小于1mm。
  　　鋪層設(shè)計只是碳纖維復(fù)合材料(Material)成型工藝中的一小步，想了解(Find out)更多相關(guān)(related)網(wǎng)站內(nèi)容推薦官網(wǎng)的。比起傳統(tǒng)材料(Material)，碳纖維復(fù)合材料(Material)更輕、強(qiáng)度更高，它的廣泛使用讓我們的生活變得更加美好。