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【碳纤维方管】碳纤维管的优点有哪些

时间:2021-06-30点击次数:20信息来源:Rev1

碳纤维管的优点

1、密度:碳纤维管与其它材质的管材一样,密度主要受构成物质的影响,所以碳纤维管的密度主要由其碳纤维密度决定。一般的碳纤维管密度为1.7g/cm3左右,而一般钢管的密度为7.8g/cm3,二者的密度比是1:4,相同强度的碳纤维管和钢管的重量比为1:43。在强度相同的前提下,碳纤维管的密度、重量要远远小于钢管。

2、弯曲剪切强度和模量:碳纤维管弯曲剪切模量分析复杂,因为碳纤维管本身承受横向弯曲时,管壁上要承受垂直方向的剪切应力,而这个剪切应力又可以分解成两个剪切应力。经测试,弯曲的剪切模量理论为8.63GPa,实测为8.46GPa,比较相符。

当碳纤维圆管弯曲受剪时,其剪切应力是很复杂的,不仅有沿管壁切向剪应力,还有垂直管壁的层间剪应力。理论上,此碳纤维管的剪切强度为112MPa,实际测得103MPa,与理论值也很相近。

3、拉伸强度和模量:抗拉模量能测试纤维所能承受最大的拉力,它的单位为psi ,表示每平方英寸的面积能承受多少英磅的拉力。抗拉模星低于3480psi的碳纤维将被归类于低模星碳纤维。其它还有标准模数,中间模量、高模量和超高模量。 超高模量的碳纤维拉伸弹性模量为7250-1.45亿psi ( 5亿-10亿kpa )。和它相比较,钢的拉伸模量约为2900psi ( 2亿kpa )。碳纤维的弹性模 量足足比钢强了10倍左右,而从重量上看,钢的重量有碳纤维的5倍之多。除此之外,碳纤维的抗疲劳性和其它金属相比还是非常优越的,如果把它和树脂融合,将成为最抗腐蚀的材料之一。

4、其他优势:除了质轻高强的突出优势,碳纤维与金属材料最大的不同在于碳纤维属于一种非金属材料,电化学活性较低,具有优秀的耐腐蚀和抗老化性能,能够延长碳纤维管的使用寿命。碳纤维材料的工作温度高,使用安全并且其热膨胀系数小,基本上不会随工作温度的变化发生变形,保证尺寸的稳定性。

 

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