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电缆支架专用材质复合材料的性能特点有哪些?

来源:本站整理 | 点击: | 录入时间:2016-8-25
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    电缆支架专用材质复合材料的性能特点有哪些?
    (1)优异的力学性能
    对于航空应用的高端结构材料,轻质、高强是不断追求的目标,而碳纤维复合材料正是在这一点上体现出了独特的优势,具体表现在超高的比强度和比模量上,比强度和化模量是真实反映材科力学性能的两个参数,也即是单位质量所能提供的强度的模量,显然比强度和比模量高的材料,相对予其他材料,质量粮但承载能力高,这对减轻结构质量,发挥材料效率是非常有利的。
    碳纤维复合材料的比强度可达钢的14倍,是铝的10倍,而比模量则超过钢和铝的3倍。碳纤维复合材料这一特性使得材料的利用效率大为提高,实践证明,用碳纤维复合材料代替铝制造飞机结构,减重效率可达20%~40% ;由此可以看出复合材料在航空航天领域内的重要地位。不仅如此,其他如汽车、海运、交通,风电等与运行速度有关的部门都会因采用复合材料而大为受益。
    (2)各向异性和性能可设计性
    如前所述,目前用得最多的是层压复合材料,由单向预浸带逐层叠合并固化而成,宏观上表现出非均匀和各向异性。单向带沿纤维方向的性能与垂直纤维方向的性能差别很大,因此按不同的方向,铺设不同比例的单向带,可以设计出不同性能的层压板来满足不同的结构要求,这种性能可设计性也叫性能“剪裁”通过这种“剪裁可以使复合材料的效率充分发挥,真正做到“物尽其用”,例如在主承力方向,可以适当增加纤维含量比例而达到提高承载能力的效果,而不需要额外增加结构的重量。
    层压复合材料各向异性的另一表现为层间性能低,在外力作用下,层与层的结合界面可能首先破坏;另外, 层压复合材料对外来冲击敏感,冲击会引起局部分层,成为断裂源,因此在复合材料结构设计和使用中,分层和冲击损伤必须有所考虑。
    (3)制造成型的多选择
    复合材料的材料成型和结构成型是同时完成的,这使得大型的和复杂的部件整体化成型成为可能,经过数干年的发展,到现在有数十种不同的成型工艺供选择,如热压罐、模压、纤维缠绕、树脂传递模塑(RTM)、拉挤、注射、喷塑,以及高度自动化的预浸带自动铺叠和纤维丝束的自动铺放等,实际应用时可根据构件的性能、材料的种类、产量的规模和成本的考虑等选择最适合的成型方案。
    (4)良好的耐疲劳性能
    层压的复合材料对疲劳裂纹扩张有“止扩”作用,这是因为当裂纹由表面向内层扩展时,到达某一纤维取向不同的层面时,会使得裂纹扩展的断裂能在该层面内发散,这种特性使得FRP的疲劳强度大为提高。研究表明,钢和铝的疲劳强度是静力强度的50%,而复合材料可达90%。