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【碳纤维圆管】碳纤维圆管性能测试的方法

时间:2021-07-19点击次数:25信息来源:Rev1
碳纤维圆管由于强度高,重量轻的特性,广泛应用于园林工具,体育用品,医疗器械,军事装备,轴辊,道闸杆等领域。不过碳纤维圆管的性能到底能不能满足客户的使用需求呢?得找到对应的方法来对它的性能进行测试才能知道,让我们来看看碳纤维圆管性能测试的方法吧。

 1、拉伸实验测碳纤维圆管性能
    碳纤维圆管在力学表现中较突出的特点就是各向异性,尤其是在纤维方向上的力学性能非常强大,而在垂直纤维方向上就弱了很多。碳纤维圆管拉伸时的载荷-变形曲线不同于低碳钢拉伸那样明显地分为弹性、屈服、颈缩和断裂四个阶段,而是一根接近直线的曲线,但由于其具有基体树脂以及纤维层,故而其破坏形式有断裂和炸裂两种模式。
    碳纤维管在变形下首先是发生基体断裂,断裂后逐渐开始纤维作用,较后是纤维断裂。 
    实验方法如下:
    A、选取壁厚均为1mm、长度为60mm的直径为10mm-150mm的碳纤维圆管各一根,作为实验样品。 
    B、实验前根据不同的口径分别计算出碳纤管试样的横截面积,然后在拉伸试验机上进行缓慢加载,直到试样断裂,记录其较大载荷,根据较大载荷与横截面积的比值求出其强度极限。
 
    2、弯曲实验测碳纤维圆管性能
    采用弯曲实验,主要是检验碳纤维材料在弯曲静载荷作用下的性能或行为,适用于测定脆性和低塑性材料的强度指标,同时用挠度表示其塑性能力。弯曲实验时,碳纤维圆管试样横截面上的应力应变分布是不均勾的,表面的应力应变较大,与拉伸实验的应力应变存在较大的差别,这种差别体现在试样横截面上的应力梯度。
    弯曲试验依其加载方式的差别可以分成静态和动态两大类。其中静态弯曲试验包括三点弯曲(集中加载)试验和四点弯曲(等弯矩加载)试验两种。
    试验方法如下: 
    A、选取壁厚均为1mm、长度为100mm的直径分别为10mm、30mm、60mm、90mm、120mm、150mm的碳纤维圆管各一根作为实验样品。 
    B、在实验过程中,需要测量并记录施加在试样上的载荷和试样的挠度,分别计算出其弯曲强度、弯曲弹性模量,推断出弯曲应力与应变的关系。
    碳纤维圆管的性能与碳纤维复合材料自身的性能呈正向关系,碳纤维原丝强度品级越高,树脂性能越好,自然碳纤维圆管的性能也更好。不过不能忽视碳纤维圆管的加工工艺对性能的直接影响。
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