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知識問答

碳纖維特征–抗壓強(qiáng)度、韌性和剛性硬度剛度
發(fā)布時間: 2023年04月12日




抗壓強(qiáng)度是一種材料在受壓時受力將其推到一路時承受載荷的能力。極限強(qiáng)度由纖維斷裂或永世變形時施加的最大載荷決定。抗壓強(qiáng)度通常采用層壓情勢的環(huán)氧樹脂基體。
 
纖維
抗壓強(qiáng)度 (MPa)
碳纖維
570
芳綸49
190
芳綸29
230
電子玻璃
425
在壓縮方面,凱夫拉比碳纖維或玻璃纖維弱得多。緊張的是,當(dāng)受到側(cè)向襲擊時,凱夫拉更容易破裂,從而導(dǎo)致纖維產(chǎn)生壓縮應(yīng)變。這并不是說不應(yīng)該使用凱夫拉,而是設(shè)計具有充足覆蓋結(jié)構(gòu)可能看到的需求的層結(jié)構(gòu)。
韌性是材料在應(yīng)力作用下抵抗開裂或吸取能量的能力。雖然強(qiáng)度和韌性通常是相干的,但強(qiáng)度測量是纖維可以承受的最高應(yīng)力,而韌性則是測量材料在變形前可以承受的應(yīng)力。它也是從測試開始到故障點測量的應(yīng)力應(yīng)變曲線下的面積。具有較弱強(qiáng)度的纖維仍會體現(xiàn)出“更堅韌”的特征是很常見的。韌性可以表征材料抗委靡和耐磨性的趨勢。
纖維
韌性 (MPa*m^1/2)
碳纖維 AS4
2.12±0.4
凱夫拉 KM2
6.63±0.61
玻璃纖維
1.08±0.14
 
凱夫拉是廣泛用于復(fù)合材料的最輕的織物,其韌性也超過了玻璃纖維和碳纖維。出于這個緣故原由,凱夫拉纖維被大量用于減振應(yīng)用,并提供比碳纖維或 FG 更好的抗沖擊性。這種韌性也有助于凱夫拉,由于它在重復(fù)加載時更能抵抗委靡。
剛性/硬度/剛度都以材料在負(fù)載下不變形的能力為特性。它確定某些部件在負(fù)載下是否會拉伸或移動,假如在設(shè)計關(guān)鍵區(qū)域,承載結(jié)構(gòu)上的緊公差可能是一個題目。
纖維
碳纖維
芳綸49
芳綸29
S-玻璃
電子玻璃
拉緊 %
2.00%
2.40%
3.60%
5.40%
4.8%
假如必要零件在負(fù)載下保持嚴(yán)酷的尺寸公差,碳纖維就是答案。雖然碳纖維在三種類型的纖維中具有最高的模量,但碳纖維復(fù)合材料即使在接近其極限強(qiáng)度的情況下加載時也能保持更嚴(yán)酷的尺寸公差。盡管每一種纖維都被歸類為高模量材料,但在接近其極限強(qiáng)度和整個加載循環(huán)中加載時,每種纖維的體現(xiàn)都不同。雖然碳纖維只能提供約 2%,但凱夫拉29 和玻璃纖維的拉伸載荷幾乎是碳纖維的兩倍。
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