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碳纤维是一种含碳量在90%以上的高强度、高模量纤维的新型纤维材料,是由有机纤维和塑料树脂结合在一起炭化制得,具有比模量高、比强度大、耐腐蚀、耐酸碱、耐盐雾轻质高强,被称为 “新材料”。上世纪,碳纤维作为军民两用材料属于技术密集型和政治敏感性的关键材料,碳纤维制品定制,在民用领域应用还比较单一。随着现代社会科学技术的发展,碳纤维在民用领域尤其是行业应用显著。
碳纤维设计
的应用源于领域,当时多为你训练靶机。现代社会,随着科学技术的发展,的应用领域向多方拓展,除了传统的用途外,还广泛应用于民用领域。如植保机、教练机、数据测绘、高空监控、环境保护、灾后救援等
减重是设计时首要考虑的问题。首先的设计重量要尽可能的轻,以满足长时间续航的需要,现代社会普遍续航之际过短。采用新材高强度的替代材料的呼声越来越高,作为新型材料的碳纤维则具有更大应用优势,越多越多的外壳、机架采用碳纤维材料。
成本降低是需要考虑的基础性问题。众所周知碳纤维以轻质高强著称,碳纤维制品来样定制,但其价格也比普通材料的成本要贵很多。但随着现代科学技术的发展,碳纤维材料的制作成本、人工成本等逐年降低,相信随着国家十三五规划对新材料产业的关注,江州碳纤维制品,其成本必然会快速降低,其在领域的应用优势将会更加显著。
碳纤维及其复合材料广泛应用于航空航天等领域。其中,树脂基碳纤维复合材料可用于制造飞机、、火箭等*行器的部件
重量轻而且强度优良。新-代民用客机如波音787,其结构中复合材料的占比超过了50% ,机翼蒙皮等部位大
采用碳纤维复合材料。碳纤维复合材料的使用不仅降低了飞机的重量,还增加了使用寿命。因此,在小型领域,碳纤
维复合材料也得到了广泛的应用。
一、为什么小型要采用碳纤维复合材料:小型重量轻(起飞重量一般不超过7kg) ,载荷较小,飞行高度低(不高于500m) ,速度慢(0- 300km/h) ,续航时间通常较短动力系统较弱等。但由于起降场地小,飞行作业环境复杂则又要求飞机具有一定抗毁伤能力。目前,主流的微小型*行器包括固定翼飞机和多旋翼飞机,以及小型旋翼直升机。传统的微小型通常采用轻木结构框架表面加以热缩蒙皮,或者是采用EPP等材质发泡成型;对多旋翼而言,机体通常采用铝合金型材,或者塑料。这些材料虽然重量轻,但是强度刚度不够,在外力的冲击下,轻而易举的就受到损伤,于是碳纤维增强树脂等材料便成为了更好的选择。
二、碳纤维复合材料在小型上的应用优势
碳纤维一般不单独作为材料使用 ,常被加工成织物、毡、席、带、纸等,或者作为增强材料加入到树脂、金属、陶瓷等材料中,作为碳纤维增强复合材料。对于小型*行器,大面积应用碳纤维材料的部位在机翼机翼既要承受全机的载荷,气动升力和阻力,也要承受拉力,扭力,剪切力等。而小型*行器的重量要求十分苛刻,有限的电池容量、更多的任务载荷等的种种原因,每减轻1g重量,的飞行性能都可能会得到巨大的提升。所以减重便是碳纤维复合材料应用在的结构中的大优势。
是目前电子科技用品方面发展迅速的产品,目前在、航拍、植保、测绘等领域都有着非常广泛的应用。行业初期,制作壳一般采用塑料或者玻璃钢材料,但是这两种材质的弊端明显,随着更轻、强度更高的碳纤维复合材料在壳行业使用普及,这种材料已经成为了行业无法替代的材料。
想要进一步提升研发,必须提升产品本身的续航能力和负载能力,目前电池技术和电机技术虽然都在研发,但是突破难度较大。想要提升产品品质,从壳体材料和设计上入手是一大切入点。外壳材料的要求两点,一是材料的力学性能好结构刚度大;二是需要有极低的重量来保证的起飞承载。
行业制作初期,碳纤维制品定做,外壳材料的选择多为铝合金、钛合金等轻质金属材料,但是这类材料的重量还是无法满足减重的要求,同时比强度、比刚度差,对于遥控信号的接收有所影响。部分处于减重的目前会使用工程塑料,但这种材料刚度小、易老化、耐温性能差制作出的品质太差,易损坏,使用寿命短。
碳纤维复合材料的性能能够同时满足壳的材料要求,碳纤维复合材料密度低,制品相对于其他种类材质要轻很多,材料本身力学性能强度高于金属。另外碳纤维与环氧树脂复合后,化学性能稳定,耐腐蚀、耐高低温、耐磨损、抗震效果等都比较。
碳纤维复合材料可塑性强,完够满足壳的造型设计,另外在架和机翼等复杂结构上,众多参加也选择使用碳纤维。复合材料一体成型的工艺能够让产品结构更简单,零部件使用减少,设计优化出的整体结构。另外产品的使用寿命是衡量产品品质的一个关键因素,相对于金属材料和塑料碳纤维复合材料的耐疲劳性能优势明显,能够有效的提升产品的安全性,避免突发事故。
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