碳纖維復(fù)合材料的性能不是固定的,而是一個(gè)復(fù)雜的復(fù)合體系。隨著制造材料的調(diào)整(如碳布的選擇、樹脂的比例等) , 無人機(jī)部件的性能將有很大的變化,以及制造過程的變化(如碳纖維布的鋪設(shè)角度和數(shù)量、成型工藝等) ,進(jìn)行大量的實(shí)驗(yàn)積累,充分發(fā)揮無人機(jī)一定形狀的理想材料性能。
無人機(jī)不同部件的受力環(huán)境不同。在碳纖維材料的制備過程中,需要對(duì)碳纖維排列的厚度和角度進(jìn)行調(diào)整。在不同的性能要求下,需要使用的樹脂類型和配件比例是不同的。無人機(jī)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)和部件內(nèi)部結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)需要綜合考慮,并通過儀器計(jì)算出方案。無人機(jī)早用于研究實(shí)驗(yàn)和軍事領(lǐng)域。這些領(lǐng)域的預(yù)算相對(duì)較高。然而,隨著無人機(jī)在民用領(lǐng)域的推廣應(yīng)用,成本控制已成為碳纖維無人機(jī)設(shè)計(jì)的重要因素。雖然碳纖維材料的成本相對(duì)較高,但它占總成本的一小部分,大部分成本是通過復(fù)雜的制制造工產(chǎn)生的,因此簡(jiǎn)單且易于實(shí)現(xiàn)的結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)可以大大降低成本。
無人機(jī)的應(yīng)用領(lǐng)域越來越廣泛,對(duì)產(chǎn)品的要求也越來越復(fù)雜。單一的材料和形狀設(shè)計(jì)將越來越難以滿足未來的應(yīng)用要求。因此,設(shè)計(jì)人員和材料人員需要不斷對(duì)無人機(jī)的結(jié)構(gòu)適應(yīng)性設(shè)計(jì)和材料環(huán)境適應(yīng)性進(jìn)行研究和開發(fā),使其產(chǎn)品更先進(jìn)、更有價(jià)值。
目前科技領(lǐng)域無人機(jī)的研究的進(jìn)展是廣受關(guān)乎的事情，無人機(jī)在未來無論是軍事還是民用都有著非常廣闊的空間，無人機(jī)制造技術(shù)的進(jìn)步有著很大的意義。減重一直是無人機(jī)發(fā)展的主要方向之一，在保證強(qiáng)度的情況下，讓重量更輕，變能夠獲得更長的飛行時(shí)間和能量消耗。
在的戰(zhàn)斗機(jī)上碳纖維復(fù)合材料已經(jīng)有著成熟的使用，在無人機(jī)方面也是能夠有效降重的理想材料。與金屬比碳纖維復(fù)合材料強(qiáng)度、剛度、抗震性等方面都有很大優(yōu)勢(shì)，另外能降低25%~30%的重量，可塑性強(qiáng)能制作出各種造型。碳纖維復(fù)材制作出的無人機(jī)相對(duì)傳統(tǒng)材料綜合性能要高出很多，大大促進(jìn)了無人機(jī)行業(yè)的進(jìn)步和發(fā)展。下面一起來了解碳纖維復(fù)合材料在無人機(jī)殼上的具體優(yōu)勢(shì)。
1、出色的力學(xué)性能優(yōu)勢(shì):想要達(dá)到符合無人機(jī)要求的強(qiáng)度，碳纖維的用料重量要比其他材料輕出很多，而且同重量的情況下該材料的剛性優(yōu)勢(shì)明顯。這種性能下在有效減重的同時(shí)，還能夠降低載荷，讓無人機(jī)更剛性更結(jié)實(shí)。
2、材料可塑性好，更容易設(shè)計(jì):制作無人機(jī)的碳纖維復(fù)合材料主要是用樹脂做基體的，碳纖維起到增強(qiáng)作用。這類材料的制作一般是在模具中一體成型制成，在適應(yīng)無人機(jī)的氣動(dòng)外形等結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)上有著得天獨(dú)厚的優(yōu)勢(shì)。產(chǎn)品設(shè)計(jì)開模之后可進(jìn)入流水化生產(chǎn)，適合大批量制作。
3、材料化學(xué)性能穩(wěn)定:碳纖維復(fù)材的化學(xué)結(jié)構(gòu)穩(wěn)定，耐酸堿鹽霧等復(fù)雜環(huán)境，不用擔(dān)心生銹腐蝕，熱膨脹系數(shù)低，材料穩(wěn)定性好，維護(hù)成本相對(duì)較低，便于儲(chǔ)存和運(yùn)輸，使用壽命長。
4、可與其他材料部件結(jié)合:碳纖維制品能夠擴(kuò)展添加金屬件，另外能夠植入或鑲嵌芯片，形成整體智能設(shè)備。材料本身的抗震性能好，一般無人機(jī)電機(jī)振動(dòng)和起落不會(huì)對(duì)材料性能產(chǎn)生影響。
碳纖維是一種含碳量在90%以上的高強(qiáng)度、高模量纖維的新型纖維材料，是由有機(jī)纖維和塑料樹脂結(jié)合在一起炭化制得，具有比模量高、比強(qiáng)度大、耐腐蝕、耐酸堿、耐鹽霧輕質(zhì)高強(qiáng)，被稱為 “新材料”。上世紀(jì)，碳纖維作為軍民兩用材料屬于技術(shù)密集型和政治敏感性的關(guān)鍵材料，在民用領(lǐng)域應(yīng)用還比較單一。隨著現(xiàn)代社會(huì)科學(xué)技術(shù)的發(fā)展，碳纖維在民用領(lǐng)域尤其是無人機(jī)行業(yè)應(yīng)用顯著。
碳纖維無人機(jī)設(shè)計(jì)
無人機(jī)的應(yīng)用源于軍事領(lǐng)域，當(dāng)時(shí)多為你軍事訓(xùn)練靶機(jī)。現(xiàn)代社會(huì)，隨著科學(xué)技術(shù)的發(fā)展，無人機(jī)的應(yīng)用領(lǐng)域向多方拓展，除了傳統(tǒng)的軍事用途外，還廣泛應(yīng)用于民用領(lǐng)域。如植保機(jī)、教練機(jī)、數(shù)據(jù)測(cè)繪、高空監(jiān)控、環(huán)境保護(hù)、災(zāi)后救援等
減重是無人機(jī)設(shè)計(jì)時(shí)首要考慮的問題。首先無人機(jī)的設(shè)計(jì)重量要盡可能的輕，以滿足長時(shí)間續(xù)航的需要，現(xiàn)代社會(huì)無人機(jī)普遍續(xù)航之際過短。采用新材高強(qiáng)度的替代材料的呼聲越來越高，作為新型材料的碳纖維則具有更大應(yīng)用優(yōu)勢(shì)，越多越多的無人機(jī)外殼、機(jī)架采用碳纖維材料。
成本降低是需要考慮的基礎(chǔ)性問題。眾所周知碳纖維以輕質(zhì)高強(qiáng)著稱，但其價(jià)格也比普通材料的成本要貴很多。但隨著現(xiàn)代科學(xué)技術(shù)的發(fā)展，碳纖維材料的制作成本、人工成本等逐年降低，相信隨著國家十三五規(guī)劃對(duì)新材料產(chǎn)業(yè)的關(guān)注，其成本必然會(huì)快速降低，其在無人機(jī)領(lǐng)域的應(yīng)用優(yōu)勢(shì)將會(huì)更加顯著。
很多人都知道碳纖維往往主要是用于航空航天、以及化工的設(shè)備以及傳動(dòng)軸、或者運(yùn)動(dòng)的器材作用、或者又說是的設(shè)備配件作用等等,那么有那么多的作用,我們就來講下碳纖維材料的強(qiáng)度與抗拉力。
碳纖維有著抗拉的強(qiáng)度往往是普通鋼材的8- 10倍以上的,對(duì)于彈性模量來說都是優(yōu)于鋼材的,不斷的具有優(yōu)異的一-個(gè)抗蠕變的性能,以及說是耐腐蝕性或者說是抗震性。重量來說比較的輕:重量僅為鋼材的1/5左右。良好的一-些耐久性以及耐腐蝕性耐酸、堿、鹽以及大氣環(huán)境的腐蝕作用。
碳纖維主要由碳元素組成的一種特種纖維,分子結(jié)構(gòu)界于石墨與金剛石之間，含碳體積分?jǐn)?shù)隨種類不同而異。碳纖維的顯著優(yōu)點(diǎn)是質(zhì)量輕、纖度好和抗拉強(qiáng)度高,同時(shí)具有一般碳材料的特性,如耐高溫、耐磨擦、導(dǎo)電、導(dǎo)熱、膨脹系數(shù)小等。由于碳纖維這些優(yōu)異的綜合性能,使其與樹脂、金屬、陶瓷等基體復(fù)合后形成的碳纖維復(fù)合材料,也具有高的比強(qiáng)度、比模量、耐疲勞、導(dǎo)熱、導(dǎo)電等-系列優(yōu)良性質(zhì),在現(xiàn)代工業(yè)方面應(yīng)用非常廣。
以上信息由專業(yè)從事碳纖維支架廠家的星河運(yùn)動(dòng)于2024/12/22 4:07:57發(fā)布
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