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碳纖維復合材料汽車部件的設計思路

文章出處:網絡責任編輯:編輯人氣:發表時間:2018-12-16【


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  將碳(C)纖維復合材料(Material)的設計導入車輛工程(Engineering),對于減重有明顯的成效,連帶其相較于金屬材料的設計手法,也大為不同。碳纖維制品由于碳纖維擁有極高的材質特性,因此碳纖維制品的強度大,硬度高,遠超過同體積同重量的金屬材質。因此,碳纖維制品在航空、航海、軍工等高科技工業領域有著廣泛的應用。也正是因為如此,此前世界上碳纖維技術發達的國家(美國、德國、日本、韓國),對于向中國輸出碳纖維產品和技術,保持著極其謹慎的態度。即使在目前,我國碳纖維以及碳纖維制品的進口,還受到發達國家的嚴格控制。對于碳纖維復合材料汽車部件的設計需要綜合考慮(consider)材料的性質和部件性能的平衡,實現最優設計思路。
  本文來自123
 
  碳纖維復復合材料(Material)的設計,會隨著結構體本身受力情況(Condition),而改變疊層角度、疊層厚度,甚至要利用幾何特征將其力量傳導到復合材料較強的地方。碳纖維配件“外柔內剛”,質量比金屬鋁輕,但強度卻高于鋼鐵,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,又兼備紡織纖維的柔軟可加工性,是新一代增強纖維。考量其制程與破壞(vandalism)模式(pattern),在設計之初,即要如何預估哪種破壞模式會先行發生。再者,由于復合材料的破壞往往都是屬于瞬間的行為,并非像金屬材料一樣,擁有一段塑性變形,才完全斷裂(fracture);因此復材不易由實驗(experiment)去判斷何種破壞模式先發生,且很容易會產生誤判,故而在設計上,非常需要導入電腦輔助工程(Engineering)分析(Analyse),模擬(定義:對真實事物或者過程的虛擬)真實的使用情況,先行了解(Find out)結構骼可能(maybe)生破壞的區域以及破壞后的行為,進而改良其設計。需要注意(attention)碳纖維鋪放的方向,可以不用主應力方向圖判斷力量傳遞(transmission)的方向,并且注意纖維疊層應盡量保持對稱(symmetry)性,以避免在成形后有可能產生翹曲的現象。推薦了解:碳纖維復合材料在汽車應用上的設計優勢(解釋:能壓倒對方的有利形勢) 123456
 
  復合材料(Material)應用于結構件產品(Product),并非只是單純的將原有的材料,替換成碳(C)纖維復合材料而已,事實(Fact)上,這種材料對于所構成的結構形式,受力方向等相當的敏感(感覺敏銳),自然也提高了設計條件的復雜度;因此,若僅以傳統的設計方式方法進行開發設計,實難滿足設計需求;但若藉由電腦輔助工程(Engineering)的模擬,估算結構的剛性、強度(strength),則可以快速的了解(Find out)結構件在哪些方向的受力較為嚴苛,利用復合材料的特性,將材料設計于較為嚴苛的受力方向,以減少不必要的材料藉此達到輕量化之目的,對于加速產品開發來說,更無疑是如虎生翼,可達成事半功倍的效果。碳纖維配件“外柔內剛”,質量比金屬鋁輕,但強度卻高于鋼鐵,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,又兼備紡織纖維的柔軟可加工性,是新一代增強纖維。 123456
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