碳纤维复合材料结构设计要点

　点击数：832次　添加时间：2018/10/13　[打印] [返回] [收藏]

 纤维铺放的实际状况
铺叠所用资料为预浸料，因为纤维具有带宽，不能彻底依照抱负的纤维途径进行铺放，因而依照抱负道路进行最近似的处理。将铺层分成条状铺叠，2 条鸿沟都为抱负的纤维途径，可是这条状铺层纤维途径依照某条鸿沟彻底接连，断纤维的端头将会集散布于另一条鸿沟上。这样1 个铺层中是由若干条这样的条状铺层拼接而成，断纤维和接连纤维将在铺层中替换铺放。碳纤维三维编织


依据笼统的界说，显着断纤维会集散布于零件的两边。能够使断纤维和接连纤维在铺层中替换，并且能够操控这种替换的频率使断纤维和接连纤维趋于均匀。


条状铺层的裁剪


条状铺层的宽度要依据零件的外形拟定，其根本宗旨是确保铺层中纤维接连和均匀，并且使得操作最便利。


（1）断定铺层带宽。


带宽的选择要满意：


·小于铺叠最大带宽；


·整个条状铺层能按规定途径全


部贴敷于铺叠曲面上；


·合适铺叠。


（2）条状铺层的鸿沟选取。


·在最小截面线上取一点，然后依据断定的带宽取点，直至截面线的鸿沟；


·过这些点，以受力方向为引导方向，以零件的铺叠面为支撑面，做测地线；


·依据这些线在铺叠面上切开铺层；


·将这些切开后的铺层展开成平面，所得形状即为所需条状铺层的外形；


·在厚度方向上，每层上的拼接线都尽量错开必定间隔，不要在沿厚度方向上重合。


（3）45°和90°的纤维途径。


45 °的抱负纤维途径是45 °应力方向，90 °的抱负纤维途径是90°应力方向。




        复合资料结构中承载纤维的关键是要接连和绷紧。有一种曲面铺叠办法是将等高线做为基准，其具体做法是用一组平行的平面去切开曲面，将交线做为铺层的基准方向并且作为小铺层的拼接线。这种办法关于平面是正确的，可是关于曲面时就会呈现问题，在铺叠并排的小铺层时会呈现不规则形状，在预浸料的边际呈现很多的断纤维，有的当地乃至一切的纤维都是断的，这种现象会随曲率的改变而加重。明显，断了的纤维不能传递载荷，只要在垂直于切开平面的附近的纤维是接连的，这种办法不合理。


       此办法并没有添加接连纤维的数量，因为关于一层来说厚度不能添加，所以这个曲面的最小截面决议了其接连纤维的数量。可是添加的是绷紧的接连纤维的数量，抱负的状况是一切接连的纤维都绷紧。假如某处曲率改变较大，则需求采纳相应的办法。


一起此办法使用现有的设备，途径的细化、预浸料的切开、铺叠中的定位都能够处理，并且铺层铺叠时变形小、简单铺叠，这样在工程化生产中其质量一致性彻底能够确保，假如将此办法进一步推行，选用主动铺叠设备完成则更加合理。