碳纤维层合板的刚度与各铺层的材料(Material)性能、铺设方向、各角度百分比以及铺层顺序等参数有关,因此不同的铺层结构下,层合板的刚度矩阵也不相同。碳纤维复合材料在之前还有一种说法是,碳纤维制品与同等质量的金属材料相比,碳纤维的强度等于金属强度的12陪。碳纤维制品就是指以碳纤维预浸布为原材料,通过不同的加工方法,加工成为能够满足使用要求的材料制品。在一般层合板设计时,对于铺层方式方法的选择(xuanze),需要考虑铺层厚度、铺层角度、铺层顺序等。
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铺层角度通常优先选择(xuanze)0°、90°、±45°;选择(xuanze)π/4这个特殊夹角,主要是由于工艺操作控制容易精确掌握与控制(control),同时可以获得较大的面内剪切刚度与强度。碳纤维复合材料此前世界上碳纤维技术发达的国家(美国、德国、日本、韩国),对于向中国输出碳纤维产品和技术,保持着极其谨慎的态度。即使在目前,我国碳纤维以及碳纤维制品的进口,还受到发达国家的严格控制。一般来说,0°单层用来承受轴向载荷,±45°单层用来承受剪切载荷,90°单层用来承受横向载荷和控制(control)泊松效应。在选好铺层角度之后,层合板设计还要遵守以下原则:一是除特殊需要外,应采用均衡对称铺层,以避免成型过程(guò chéng)中因耦合引起翘曲;二是同一铺层角度沿层合板厚度方向应尽量均匀分布,不宜过于集中,否则容易在相同铺层角度的层间产生分层。
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现在最常件的三种铺层方式方法为[O]l0、[0/90/0/90/0]
S、 [0/90/45/90/0]s。碳纤维复合材料在之前还有一种说法是,碳纤维制品与同等质量的金属材料相比,碳纤维的强度等于金属强度的12陪。其中,[O]l0为单一铺层角度的单向铺层,[0/90/0/90/0]s为含两种角度的正交铺层,[0/90/45/-45/0]s为包括(bāo kuò)四种角度的π/4铺层。
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