跟着年代的开展,碳纤维复合资料在航天航空、轿车高铁、体育用品、机械制作等范畴随处可见,在其制品制作的过程中,因为碳纤维复合资料在工艺与功能方面有很大差异,导致其与传统资料的规划也存在比较大差异,其间铺层规划是碳纤维复合资料规划的要害内容。
确认铺层的总层数。产品总厚度h=n1h1+ n2h2+ n3h3,其间n1,n2,n3为对应资料的层数,h1,h2,h3为资料固化后的单层厚度。
确认铺层的方向角。合理的铺层视点,可优化局部件的力学功能以及其它功能,现在常用的规范铺层视点:0°、45°、-45°和90° 可以彻底满意规划的基本要求,也可以简化剖析和制作。除纵横剪切强度试样外,只在有特别需求时选用恣意铺层视点铺层,且所用铺层角品种应尽或许少。
确认各铺层各方向角的堆叠次序。为削减固化过程中的变形,全体铺层次序应该在层压板结构铺层中心线两边对称,中心线一般坐落层压板的中部区域。并且为保证均匀的铺层次序,不同的铺层视点应该在铺层次序中均匀分布。
单向带铺层需求沿宽度方向拼接时,拼接空地应小于1mm,不允许在垂直于纤维方向拼接,如图3所示。
同方向(视点)铺层需求拼接时,两拼缝距离应不小于25 mm,如图4所示。
复合资料工字梁(如图5所示)可以给我们供给较高的抗弯刚度,铺层时必需求分外注意在各铺层组的空地区需求用相应的纤维进行填充,且各组铺层叠加后仍坚持对称。
复合资料T型梁(如图6所示)制作简略,工艺性好, 但其抗改变功能差,为改进其抗改变功能,在T型梁腹板端部选用包覆纤维的方法,进步其抗改变功能(如图7所示)
针对工艺孔、定位孔的规划方式,规划成圆孔为最佳,其次为长圆孔,最差的是方孔,主要是复合资料无法像传统金属相同冲孔,加工方孔工艺性差,如图8所示。
复合资料结构需求模具成型,圆角能改进铺贴工艺性,圆角巨细与产品厚度以及模具方式有关,当产品厚度t小于2.5mm时,若阳模成型,最小半径应为2倍t厚度与3mm的最大值,若阴模成型,最小半径应满意R ≥ 2t+1.5 mm;
当产品厚度t不小于2.5mm时,若阳模成型,最小半径应为t厚度与5mm的最大值,若阴模成型,最小半径应满意R ≥ 2t+1.5 mm,详细见表1。产品圆角与模具联系如图9所示。
铺层规划是碳纤维复合资料结构规划的要害,怎么把单层结构的优异功能传递到复合资料结构部件上,铺层规划起到了承上启下的效果。