有限元分析助力碳纤维管类应用技术发展

有限元分析助力碳纤维管类应用技术发展

　　软件会员有,手机qq刷会员软件,健身房会员管理软件碳纤维属于脆性材料，它的含碳量高达90%以上，韧性较差，在受到撞击或承受较大压力时自身的刚度会急剧下降，当碳纤维管出现明显变形（变形量达到1 cm）时就意味着该部件已经损坏。在设计无人机翼臂时，就需要将碳纤维复合材料部分和其它塑料合金材质结合使用。

　　国内碳纤维零部件制造商智上新材料科技为应用方提供碳纤维无人机螺旋桨、翼臂以及机身壳体的定制服务，而其它部分，需要应用方配合选用其它金属材料，例如，连接件三通管选用铝合金，螺栓、螺母、螺钉等选用不锈钢等。

　　在一款四旋翼无人机制作中，智上新材料科技通过对该款机体的飞行进行模拟仿真，根据翼臂应力分布图中发现无人机翼臂上的受力并不均匀，智上新材由此判断在制造翼臂时可以将应力图受力较大部分做厚，受力较小部分做薄；并建议应用方在在应力较大位置添加塑料合金紧固件来增加翼臂强度。

　　经过验证，至少有3种规格的碳纤维管的强度都符合该无人机使用要求，在选用最薄规格的碳纤维管作为无人机翼臂后，智上新材料根据前期的仿真模拟对无人机翼臂结构进一步优化，建议应用方在两端应力较大位置设计安装了两个长度稍有区别的紧固件来增加翼臂强度，轻量化应用效果较好。

　　在印刷工业设备中，辊轴的振动是个关键的技术因素——振动越小，最终的印刷质量越高。而辊轴振动的大小与制作材料的弹性模量（刚度）密切相关。碳纤维增强复合材料已被证实是制作机械辊类的理想用材，其自重轻、振动小，对提升机械的运转速度有显著作用。

　　根据生产实践经验，智上新材料认为碳纤维复合材料辊轴在铺层过程中，总铺层厚度、铺层角度、铺层顺序等因素都会对辊轴性能指标产生直接影响。在一些对性能要求较高的辊轴设计和制作过程中，智上新材料会向应用方提供专业的有限元分析技术方案，例如在这款印刷机械用碳纤维辊的制作过程中，智上新材料在与应用方进行深入沟通后，采用专有软件对辊体的制作进行优化设计。软件分析的具体内容包括：弯曲度、剪切应力和横向刚度，其中，对与这款印刷设备来说，碳纤维辊的弯曲刚度特别重要。

　　在考虑到多方面因素后，智上新材料通过软件计算得到相应的优化数据，并根据该数据进行打样测试，再根据样品试用的反馈结果作出针对性的改进，最终形成适用于该款印刷设备的碳纤维辊批量化制作方案。

　　因为机械用辊的刚度越大，机器运转的速度越高，事实证明，这款经过有限元分析优化的碳纤维辊的最高速度不仅远超于标准钢管，也超过了一般的碳纤维辊，为印刷设备提供了更高质量的印刷效果。