碳纖維管和鋼管的抗彎對比
碳纖維管作為碳纖維復(fù)合材料的常見產(chǎn)品,在很多產(chǎn)品的替代和基礎(chǔ)部件中都是比較常見的。碳纖維管的成型工藝也有多種,常見的有卷管工藝,模壓工藝,熱壓罐成型?!∧敲?,碳纖維管與鋼管相比?抗彎哪個(gè)好呢?
在強(qiáng)度方面,碳纖維的抗拉強(qiáng)度為3000MPa,與樹脂基質(zhì)復(fù)合后制成的碳纖維管的抗拉強(qiáng)度約為1500MPa,而鋼材的抗拉強(qiáng)度只有300-600MPa,鋼管(如Q235)的抗拉強(qiáng)度只有370MPa-500MP。碳纖維管抗拉伸荷載的能力要比鋼管強(qiáng)得多。
碳纖維管的密度只有1.6g/cm3,鋼管的密度為7.8g/cm3,密度越小,重量越清,減重效果越明顯。對于無人機(jī)、機(jī)械臂、醫(yī)療器械等對產(chǎn)品或設(shè)備有減重要求的,碳纖維管的應(yīng)用有助于提高產(chǎn)品的工作效率。鋼管由于重量過大,對產(chǎn)品的使用效果、準(zhǔn)確率、工作效率均會產(chǎn)生一定的影響,比如工業(yè)機(jī)械手臂,傳統(tǒng)的機(jī)械手臂采用的是鋼材或者鋁合金等金屬材質(zhì),在作業(yè)中,往往會出現(xiàn)因?yàn)闄C(jī)械手臂自重過大導(dǎo)致定位偏差、產(chǎn)品返工率等現(xiàn)象,長此以往會造成材料浪費(fèi)、產(chǎn)品成本的增加。
耐疲勞性能方面,鋼管等金屬材質(zhì)的疲勞強(qiáng)度極限是自身拉伸強(qiáng)度的30%-50%,而碳纖維管的疲勞強(qiáng)度極限為自身拉伸強(qiáng)度的70%-80%,在長期交變載荷條件下工作時(shí),碳纖維管性能更穩(wěn)定,使用壽命更長。
碳纖維管與鋼管相比,性能優(yōu)勢比較明顯。
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