碳纖維復合材料的性能不是固定的,而是一個復雜的復合體系。隨著制造材料的調整(如碳布的選擇、樹脂的比例等) , 無人機部件的性能將有很大的變化,以及制造過程的變化(如碳纖維布的鋪設角度和數量、成型工藝等) ,進行大量的實驗積累,充分發(fā)揮無人機一定形狀的理想材料性能。
無人機不同部件的受力環(huán)境不同。在碳纖維材料的制備過程中,需要對碳纖維排列的厚度和角度進行調整。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。無人機結構設計和部件內部結構設計需要綜合考慮,并通過儀器計算出方案。無人機早用于研究實驗和軍事領域。這些領域的預算相對較高。然而,隨著無人機在民用領域的推廣應用,成本控制已成為碳纖維無人機設計的重要因素。雖然碳纖維材料的成本相對較高,但它占總成本的一小部分,大部分成本是通過復雜的制制造工產生的,因此簡單且易于實現的結構的設計可以大大降低成本。
無人機的應用領域越來越廣泛,對產品的要求也越來越復雜。單一的材料和形狀設計將越來越難以滿足未來的應用要求。因此,設計人員和材料人員需要不斷對無人機的結構適應性設計和材料環(huán)境適應性進行研究和開發(fā),使其產品更先進、更有價值。
目前科技領域無人機的研究的進展是廣受關乎的事情，無人機在未來無論是軍事還是民用都有著非常廣闊的空間，無人機制造技術的進步有著很大的意義。減重一直是無人機發(fā)展的主要方向之一，在保證強度的情況下，讓重量更輕，變能夠獲得更長的飛行時間和能量消耗。
在的戰(zhàn)斗機上碳纖維復合材料已經有著成熟的使用，在無人機方面也是能夠有效降重的理想材料。與金屬比碳纖維復合材料強度、剛度、抗震性等方面都有很大優(yōu)勢，另外能降低25%~30%的重量，可塑性強能制作出各種造型。碳纖維復材制作出的無人機相對傳統(tǒng)材料綜合性能要高出很多，大大促進了無人機行業(yè)的進步和發(fā)展。下面一起來了解碳纖維復合材料在無人機殼上的具體優(yōu)勢。
1、出色的力學性能優(yōu)勢:想要達到符合無人機要求的強度，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)勢明顯。這種性能下在有效減重的同時，還能夠降低載荷，讓無人機更剛性更結實。
2、材料可塑性好，更容易設計:制作無人機的碳纖維復合材料主要是用樹脂做基體的，碳纖維起到增強作用。這類材料的制作一般是在模具中一體成型制成，在適應無人機的氣動外形等結構設計上有著得天獨厚的優(yōu)勢。產品設計開模之后可進入流水化生產，適合大批量制作。
3、材料化學性能穩(wěn)定:碳纖維復材的化學結構穩(wěn)定，耐酸堿鹽霧等復雜環(huán)境，不用擔心生銹腐蝕，熱膨脹系數低，材料穩(wěn)定性好，維護成本相對較低，便于儲存和運輸，使用壽命長。
4、可與其他材料部件結合:碳纖維制品能夠擴展添加金屬件，另外能夠植入或鑲嵌芯片，形成整體智能設備。材料本身的抗震性能好，一般無人機電機振動和起落不會對材料性能產生影響。
碳纖維是一種含碳量在90%以上的高強度、高模量纖維的新型纖維材料，是由有機纖維和塑料樹脂結合在一起炭化制得，具有比模量高、比強度大、耐腐蝕、耐酸堿、耐鹽霧輕質高強，被稱為 “新材料”。上世紀，碳纖維作為軍民兩用材料屬于技術密集型和政治敏感性的關鍵材料，在民用領域應用還比較單一。隨著現代社會科學技術的發(fā)展，碳纖維在民用領域尤其是無人機行業(yè)應用顯著。
碳纖維無人機設計
無人機的應用源于軍事領域，當時多為你軍事訓練靶機?，F代社會，隨著科學技術的發(fā)展，無人機的應用領域向多方拓展，除了傳統(tǒng)的軍事用途外，還廣泛應用于民用領域。如植保機、教練機、數據測繪、高空監(jiān)控、環(huán)境保護、災后救援等
減重是無人機設計時首要考慮的問題。首先無人機的設計重量要盡可能的輕，以滿足長時間續(xù)航的需要，現代社會無人機普遍續(xù)航之際過短。采用新材高強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用優(yōu)勢，越多越多的無人機外殼、機架采用碳纖維材料。
成本降低是需要考慮的基礎性問題。眾所周知碳纖維以輕質高強著稱，但其價格也比普通材料的成本要貴很多。但隨著現代科學技術的發(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)劃對新材料產業(yè)的關注，其成本必然會快速降低，其在無人機領域的應用優(yōu)勢將會更加顯著。
很多人都知道碳纖維往往主要是用于航空航天、以及化工的設備以及傳動軸、或者運動的器材作用、或者又說是的設備配件作用等等,那么有那么多的作用,我們就來講下碳纖維材料的強度與抗拉力。
碳纖維有著抗拉的強度往往是普通鋼材的8- 10倍以上的,對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,分子結構界于石墨與金剛石之間，含碳體積分數隨種類不同而異。碳纖維的顯著優(yōu)點是質量輕、纖度好和抗拉強度高,同時具有一般碳材料的特性,如耐高溫、耐磨擦、導電、導熱、膨脹系數小等。由于碳纖維這些優(yōu)異的綜合性能,使其與樹脂、金屬、陶瓷等基體復合后形成的碳纖維復合材料,也具有高的比強度、比模量、耐疲勞、導熱、導電等-系列優(yōu)良性質,在現代工業(yè)方面應用非常廣。
以上信息由專業(yè)從事碳纖維支架廠家的星河運動于2024/12/22 4:07:57發(fā)布
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