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將碳(C)纖維復(fù)合材料(Material)的設(shè)計(jì)導(dǎo)入車(chē)輛工程(Engineering),對(duì)于減重有明顯的成效,連帶其相較于金屬材料的設(shè)計(jì)手法,也大為不同。
碳纖維制品由于碳纖維擁有極高的材質(zhì)特性,因此碳纖維制品的強(qiáng)度大,硬度高,遠(yuǎn)超過(guò)同體積同重量的金屬材質(zhì)。因此,碳纖維制品在航空、航海、軍工等高科技工業(yè)領(lǐng)域有著廣泛的應(yīng)用。也正是因?yàn)槿绱耍饲笆澜缟咸祭w維技術(shù)發(fā)達(dá)的國(guó)家(美國(guó)、德國(guó)、日本、韓國(guó)),對(duì)于向中國(guó)輸出碳纖維產(chǎn)品和技術(shù),保持著極其謹(jǐn)慎的態(tài)度。即使在目前,我國(guó)碳纖維以及碳纖維制品的進(jìn)口,還受到發(fā)達(dá)國(guó)家的嚴(yán)格控制。對(duì)于
碳纖維復(fù)合材料汽車(chē)部件的設(shè)計(jì)需要綜合考慮(consider)材料的性質(zhì)和部件性能的平衡,實(shí)現(xiàn)最優(yōu)設(shè)計(jì)思路。
本文來(lái)自123 碳纖維復(fù)復(fù)合材料(Material)的設(shè)計(jì),會(huì)隨著結(jié)構(gòu)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(dǎo)到復(fù)合材料較強(qiáng)的地方。碳纖維配件“外柔內(nèi)剛”,質(zhì)量比金屬鋁輕,但強(qiáng)度卻高于鋼鐵,并且具有耐腐蝕、高模量的特性,在國(guó)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?zhèn)浼徔椑w維的柔軟可加工性,是新一代增強(qiáng)纖維。考量其制程與破壞(vandalism)模式(pattern),在設(shè)計(jì)之初,即要如何預(yù)估哪種破壞模式會(huì)先行發(fā)生。再者,由于復(fù)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(fù)材不易由實(shí)驗(yàn)(experiment)去判斷何種破壞模式先發(fā)生,且很容易會(huì)產(chǎn)生誤判,故而在設(shè)計(jì)上,非常需要導(dǎo)入電腦輔助工程(Engineering)分析(Analyse),模擬(定義:對(duì)真實(shí)事物或者過(guò)程的虛擬)真實(shí)的使用情況,先行了解(Find out)結(jié)構(gòu)骼可能(maybe)生破壞的區(qū)域以及破壞后的行為,進(jìn)而改良其設(shè)計(jì)。需要注意(attention)碳纖維鋪放的方向,可以不用主應(yīng)力方向圖判斷力量傳遞(transmission)的方向,并且注意纖維疊層應(yīng)盡量保持對(duì)稱(symmetry)性,以避免在成形后有可能產(chǎn)生翹曲的現(xiàn)象。推薦了解:碳纖維復(fù)合材料在汽車(chē)應(yīng)用上的設(shè)計(jì)優(yōu)勢(shì)(解釋:能壓倒對(duì)方的有利形勢(shì))
123456 復(fù)合材料(Material)應(yīng)用于結(jié)構(gòu)件產(chǎn)品(Product),并非只是單純的將原有的材料,替換成碳(C)纖維復(fù)合材料而已,事實(shí)(Fact)上,這種材料對(duì)于所構(gòu)成的結(jié)構(gòu)形式,受力方向等相當(dāng)?shù)拿舾?感覺(jué)敏銳),自然也提高了設(shè)計(jì)條件的復(fù)雜度;因此,若僅以傳統(tǒng)的設(shè)計(jì)方式方法進(jìn)行開(kāi)發(fā)設(shè)計(jì),實(shí)難滿足設(shè)計(jì)需求;但若藉由電腦輔助工程(Engineering)的模擬,估算結(jié)構(gòu)的剛性、強(qiáng)度(strength),則可以快速的了解(Find out)結(jié)構(gòu)件在哪些方向的受力較為嚴(yán)苛,利用復(fù)合材料的特性,將材料設(shè)計(jì)于較為嚴(yán)苛的受力方向,以減少不必要的材料藉此達(dá)到輕量化之目的,對(duì)于加速產(chǎn)品開(kāi)發(fā)來(lái)說(shuō),更無(wú)疑是如虎生翼,可達(dá)成事半功倍的效果。碳纖維配件“外柔內(nèi)剛”,質(zhì)量比金屬鋁輕,但強(qiáng)度卻高于鋼鐵,并且具有耐腐蝕、高模量的特性,在國(guó)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?zhèn)浼徔椑w維的柔軟可加工性,是新一代增強(qiáng)纖維。
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