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    碳纖維自行車材料

    文章出處:網絡責任編輯:管理員人氣:發表時間:2015-09-04【

    碳纖維復合材料車架,他是纖維增強復合材料(fiber reinforced composite materials)的一種。由碳纖維和環氧樹脂復合而成,在CFRP中,碳纖維也叫增強材料,是分散相,把樹脂叫基體材料,是連續相。
     
     它的力學和化學性能有以下特點:
     
    1。比強度(強度密度比)和比模量(模量密度比)高。這就造成了制作相同強度的車架,選用CFRP(碳纖維復合材料)可以做得很輕。下面比較幾種常見結構材料的力學性能 
    材料 密度(g/cm3) 抗張強度(Gpa) 彈性模量(Gpa) 比強度 比模量 
    鋼 7.8 1.010 206 0.13 26 
    鋁 2.8 0.461 74 0.17 26 
    鈦 4.5 0.942 112 0.21 25 
    CFRP二 1.45 1.472 137 1.02 95 
    CFRP一 1.6 1.050 235 0.66 147
     
    2??蛊谛院?nbsp;
         一般金屬材料的疲勞破壞是沒有明顯征兆的突發性破壞,而CFRP具有良好的抗疲勞性,而且破壞前有明顯的征兆。河北山地隊有幾輛CFRP架的車就是出現了可見裂紋,而仍保有大部分強度,這就大大提高了騎乘的安全性。原因:增強纖維較細,缺陷少?;w塑性好,可以抑制裂紋發展。當然由于屬于前沿材料,技術工藝,品控,還不成熟,還有待實踐的檢驗
     
    3。破損安全性好
     
     CFRP橫截面上有成千上萬個獨立纖維,,即使有部分纖維由于過載而斷裂,載荷會迅速重新分配到未被破壞的纖維上,不至于造成構件在瞬間完全喪失承載能力而斷裂
     
    4。減震能力強
     
    (1)CFRP比模量大,自振頻率高,不易出現共振
     
    (2)CFRP是一種非均質多相體系,在纖維與基體 之間存在大量界面,由于界面對震動有反射和吸收的作用,所以CFRP震動阻尼強,能使震動很快衰減
     
    5。高溫性能良好 
          碳纖維可承受2000攝氏度左右高溫,而強度不變,所以CFRP整體的耐溫性取決于作為基體的環氧樹脂,各種牌號的環氧樹脂的耐熱性是不一樣的,助劑也會產生影響。CFRP的車架在這方面是不會有問題的
     
    6??估匣院?/div>
     
     有一次在北京的行如風買東西,一個店員問到這個問題。CFRP中的碳纖維在500攝氏度以上才會被空氣中的氧氧化,而且他被基體完全保護起來了?;w材料環氧樹脂加入適當助劑抗老化性也是相當棒的,一般使用期為二十年。所以說CFRP車架會先是力學破壞,不用擔心他的化學老化
     
    7.可設計性強 
     
    纖維復合材料是由兩種或兩種以上性質不同的材料組合而成的,他的結構包括纖維,基體和界面。這三個方面都會影響CFRP的性能。CFRP中的纖維就是碳纖維,作用是承受載荷,而基體呢使用來保護纖維鋪設形態,允許纖維承受壓縮和剪切載荷,分散傳遞載荷,并保護纖維材料。
     
     

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