碳纤维结构件与其他结构件的性能对比分析

碳纤维复合材料是由碳纤维与树脂基质复合而成 , 其密度小、强度高、抗冲击、热膨胀系数小、可设计性强 , 可以代替其他材料来制作结构件 , 那么碳纤维结构件与其他材料结构件的性能有哪些差别呢?
【碳纤维结构件与其他结构件的性能对比分析】
碳纤维结构件与其他结构件的性能对比分析
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1、比强度比模量:目前市面上用的较多的是碳纤维树脂基复合材料 , 这种材料最显著的特征就是质轻高强 , 其密度为1.6g/cm3 , 比强度是钢材的5倍 , 铝合金的4倍;而比模量超过铝合金、钢材4倍 , 如此优良的力学性能能够让碳纤维复合材料在结构件等部件中拥有更好的应用空间 。
2、耐疲劳性:传统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自身拉伸强度的70%~ 80% , 能够让碳纤维结构件在长期的载荷变化环境下保持较好的力学性能 , 使用寿命远高于传统材料结构件 。
3、阻尼减震性:受劲结构的自振频率除了与形状有关外 , 还同结构材料的比模星平方根成正比 , 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: 在实际情况中 , 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 , 少数碳纤维断裂之后 , 载荷又会通过基体的传递分散到其它完好的纤维上去 , 不会出现结构件突然破裂的情况 , 安全性较好 , 而金属材料在破裂后损伤不断加重 , 载荷作用不能均匀分布 。
来源:搜狐