碳纖維復(fù)合材料具有強(qiáng)度高、重量輕、耐高溫、抗蠕變、抗震等一系列優(yōu)異的性能，深受人們歡迎。作為21世紀(jì)的新興材料，它的結(jié)構(gòu)構(gòu)件設(shè)計(jì)和制作與一般結(jié)構(gòu)有顯著區(qū)別，材料、結(jié)構(gòu)和工藝的設(shè)計(jì)制作過程是同時(shí)完成的。這篇文章，小編就來講一下碳纖維復(fù)合材料結(jié)構(gòu)件的特性。
 

（圖示：碳纖維復(fù)合材料構(gòu)件）
 

　　1、材料設(shè)計(jì)、結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)和工藝設(shè)計(jì)要同時(shí)進(jìn)行。在碳纖維復(fù)合材料構(gòu)件的設(shè)計(jì)中，除了要考慮基體材料外，還根據(jù)構(gòu)件的受力特點(diǎn)進(jìn)行鋪層方案的設(shè)計(jì)，并且同時(shí)考慮工藝方案對(duì)構(gòu)件的影響。
 

　　2、結(jié)構(gòu)特性的可設(shè)計(jì)性。碳纖維樹脂基復(fù)合材料的強(qiáng)度和剛度依賴于碳纖維的鋪設(shè)方向、纖維的含量、樹脂的基體特性。
 

　　3、材質(zhì)的各向異性。碳纖維復(fù)合材料的沿纖維方向比垂直于纖維方向的強(qiáng)度和剛度要大很多倍，常常在受力過程中出現(xiàn)這樣的破壞模式：承擔(dān)主要荷載的纖維方向上沒有受破壞，反而在其它方向低壓力下發(fā)生了破壞，這是構(gòu)件設(shè)計(jì)中需要注意的。另外，材質(zhì)的各項(xiàng)異性還表現(xiàn)在構(gòu)件復(fù)合層所受正應(yīng)力會(huì)引起剪應(yīng)變、剪應(yīng)力又會(huì)引起線應(yīng)變，彎距會(huì)引起扭轉(zhuǎn)變形，扭轉(zhuǎn)也可能引起彎曲變形。
 

　　4、材料的不均勻性。碳纖維復(fù)合材料在宏觀和微觀上都是不均勻的，這種不均勻性帶來構(gòu)件的耦合效應(yīng)，即在小變形的情況下，面內(nèi)的內(nèi)力會(huì)導(dǎo)致彎曲變形，彎曲內(nèi)力會(huì)引起面內(nèi)變形，從而構(gòu)件的破壞形式復(fù)雜多樣。
 

　　5、較低的層間性能。金屬的剪切強(qiáng)度約為其拉伸強(qiáng)度的50%，而碳纖維復(fù)合材料構(gòu)件的層間剪切強(qiáng)度和層間拉伸強(qiáng)度最高只能達(dá)到基體樹脂的剪切強(qiáng)度和拉伸強(qiáng)度，因而構(gòu)件的樹脂基體選材十分重要。
 

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