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碳纤维复合材料拉伸强度离散性分析

  碳纤维复合材料是一种含碳量超过90%的高性能纤维复合材料,具有高比强度、高比模量、耐高温、耐腐蚀、抗冲击和低蠕变等优秀性能,随着碳纤维在航空航天、军事、轨道交通、高端医疗、体育休闲用品等领域的拓展应用,碳纤维的性能也受到关注,本文就碳纤维的拉伸强度离散性做个简单的分析。

碳纤维复合材料拉伸强度离散性分析

  碳纤维复合材料的强度高,但脆性很大,经过多重研究测试可知,碳纤维的拉伸强度离散性随着纤维长度的增加而增加,这表面碳纤维的拉伸强度具有明显的体积效应。对于高强度碳纤维材料,纤维直径越小,拉伸强度越大,同时离散性增加。对于高模量碳纤维材料,纤维直径越小,拉伸强度就会越小,形状参数减小,拉伸强度的离散性增加。

碳纤维复合材料拉伸强度离散性分析

  由此可以看出,碳纤维的拉伸强度会受到体积效应的影响,同时其离散性也受到其影响,即随着试样长度的增加,碳纤维的强度离散性也将增加。随着纤维细度的降低,高强纤维的拉伸强度升高,因此利用降低碳纤维的细度同时提高碳纤维的强度,同时也可以减少碳纤维的离散性。

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