碳纤维圆管的性能如何

　　碳(C)纤维管是复合材料(Material)中典型的先进产品(Product)，包含圆管、方管、弯管、三通管、四通管等，其中圆管是最常用的一种，广泛(extensive)用于航天航空、机械等领域。碳纤维制品由于碳纤维拥有极高的材质特性，因此碳纤维制品的强度大，硬度高，远超过同体积同重量的金属材质。因此，碳纤维制品在航空、航海、军工等高科技工业领域有着广泛的应用。也正是因为如此，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。现将T300的碳纤维环氧(Oxygen)树脂(Resin)预浸布按照±45°/0°/±45°/0°/±45°/±45°/0°/±45°/0°/±45°的铺层方式以缠绕的工艺制成碳纤维管，具体来分析一下它的性能。 copyright 123456

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  　　密度（单位:g/cm3或kg/m3)：经测量碳(C)纤维管的密度为1.451g/cm^3，并计算出树脂(Resin)含量为53.4%，比预浸布的树脂含量高，说明复合材料(Material)圆管有空隙率。当以5%的空隙率计算时，得到树脂含量为39.0%，与顶浸布的树脂含量符合。
  　　折叠剪切强度（strength)和模量：碳(C)纤维圆管弯曲剪切模量分析(Analyse)复杂，因为管子承受横向弯曲时，管壁上要承受垂直方向的剪切应力，而这个剪切应力又可以分解成两个剪切应力。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。经测试（TestMeasure)，它的弯曲的剪切模量理论为8.63GPa，实测为8.46GPa，比较相符。当碳纤维圆管弯曲受剪时，其剪切应力是很复杂的，不仅有沿管壁切向剪应力，还有垂直管壁的层间剪应力。理论上，此碳纤维管的剪切强度为112MPa，实际测得103MPa，与理论值也很相近。
  　　拉伸强度（strength)和模量：圆管的理论拉伸强度为488MPa，实际为428MPa，实侧值远未达到理论值，主要有两个原因：一是层间粘结性能欠佳，在试验过程发生分层，使复合材料(Material)管壁没有起整体作用；第二是管子两端夹头，是用玻璃材质钢包（解释:钢水包用于炼钢厂进行浇注作业)绷金属夹头，再连接金属拉伸夹头，拉伸力(tensile pull)是由包缠绕的玻璃钢靠胶接力传到碳(C)纤维复合材料管子上的，中间有个力的传导。而它的实际拉伸模量与理论值是很相近的。
  　　从上面可以看出，碳(C)纤维圆管的实际性能和理论性能是比较相近的，且重量非常轻，强度（strength)高、模量高，越来越多的碳纤维管正代替金属管使用。碳纤维制品由于碳纤维拥有极高的材质特性，因此碳纤维制品的强度大，硬度高，远超过同体积同重量的金属材质。因此，碳纤维制品在航空、航海、军工等高科技工业领域有着广泛的应用。也正是因为如此，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。掌握(熟知并能运用) 先进、高效（指效能高的）的复合材料(Material)模压、袋压、充气、缠绕等成型工艺。拥有先进的纤维增强复合材料板材、管材、模压、热压罐、数控加工等生产(Produce)线，可生产各种规格(specifications)的高性能碳纤维管。碳纤维管 123456