碳纤维是一种含碳量在90%以上的高强度、高模量纤维的新型纤维材料,是由有机纤维和塑料树脂结合在一起炭化制得,具有比模量高、比强度大、耐腐蚀、耐酸碱、耐盐雾轻质高强,被称为 “新材料”。上世纪,碳纤维作为军民两用材料属于技术密集型和政治敏感性的关键材料,在民用领域应用还比较单一。随着现代社会科学技术的发展,碳纤维在民用领域尤其是无人机行业应用显著。
碳纤维无人机设计
无人机的应用源于军事领域,当时多为你军事训练靶机。现代社会,随着科学技术的发展,无人机的应用领域向多方拓展,除了传统的军事用途外,还广泛应用于民用领域。如植保机、教练机、数据测绘、高空监控、环境保护、灾后救援等
减重是无人机设计时首要考虑的问题。首先无人机的设计重量要尽可能的轻,以满足长时间续航的需要,现代社会无人机普遍续航之际过短。采用新材高强度的替代材料的呼声越来越高,作为新型材料的碳纤维则具有更大应用优势,越多越多的无人机外壳、机架采用碳纤维材料。
成本降低是需要考虑的基础性问题。众所周知碳纤维以轻质高强著称,但其价格也比普通材料的成本要贵很多。但随着现代科学技术的发展,碳纤维材料的制作成本、人工成本等逐年降低,相信随着国家十三五规划对新材料产业的关注,其成本必然会快速降低,其在无人机领域的应用优势将会更加显著。
那碳纤维复合材料拥有的轻量化特点以及的力学性能使得在无人机行业应用很不错,那本文就来给大家详细说说。
一.耐腐蚀性能优碳纤维复合材料因为产品的特殊性,产品性能化学结构稳定,能够很好的在弱碱性以及弱酸性环境里面不会像金属材料一样生锈腐蚀,无人机碳纤维零部件材料稳定性好,对于无人机维护成本也比较低,大大的节省了无人机使用寿命。
二.可设计性强 制作无人机的碳纤维复合材料主要是用树脂做基体的,碳纤维起到增强作用。这类材料的制作一般是在模具中一体成型制成,在适应无人机的气动外形等结构设计上有着得天独厚的优势。产品设计开模之后可进入流水化生产,适合大批量制作。
三.抗压能力强安全性好、抗冲击好、可设计性高。碳纤维的高强度可抵抗飞行时受到的强大阻力,不小心操作失误,撞击到其它物品也不用担心损坏。
四.可加工性能好碳纤维制品能够扩展添加金属件,另外能够植入或镶嵌芯片,形成整体智能设备。材料本身的抗震性能好,一般无人机电机振动和起落不会对材料性能产生影响。
五.力学性能优碳纤维无人机相比较传统的无人机零部件材料,的就是碳纤维产品的减重性能,重量只有钢材性能的四分之一,并且优于其他材料的性能优势,那碳纤维复合材料的强度是钢材性能的四五倍,所以能够替代钢材的主要原因。
碳纤维的强度到底有多高呢?为什么飞机上应用不多?
首先碳纤维的抗拉强度可以达到3600Mpa,那T800和T1000的性能表现更强,那碳纤维复合材料在实验室的数据可以达到150Gpa,可以想象其未发掘的性能强度还非常高。
正是因为这样高强度的性能使得不管是机械行业还是军事领域都会采用碳纤维复合材料生产零部件,比如汽车领域的轻量化,很好的保证了汽车性能提升,还降低了能耗。那也有不少人会问碳纤维强度这么高,但是为什么战斗机上的应用不是很多呢?
这其实要说到工业设计,战斗机的功能不同,从温度方面来看,战斗的速度会更高,使得机翼的温度更高,那碳纤维的制作的工业成品想要达到这个问答,还是有点难度,再加上树脂的原因,使得碳纤维的应用就边上了,但是也不是说没有应用,战斗机不是不应用,而是在积极寻找应用,尽可能的应用,那对于碳纤维高强度的材料批量化的生产比较困难,另外就是战斗机上面的碳纤维结构件想要达到的性能,还需要使得整个结构分布均匀,那在后面的修复中,也不如铝合金,因此,现在的战斗机还是采用铝合金的更多,但是我相信随着碳纤维复合材料制品的发展后,战斗机采用碳纤维的会更近。
以上信息由专业从事碳纤维机架价钱的星河运动于2025/1/22 11:04:43发布
转载请注明来源:http://dongguan.mf1288.com/dgxhyd-2836844608.html