碳纖維機械臂的力學性能表現解讀

                日期:2021-03-26 15:41閱讀次數:

                  碳纖維機械臂非常好的取締了傳統的金屬機械臂,大大的降低了機械臂的重量,使得機械臂使用起來更為靈活,也表現出更強的優勢,那在產品替代上面,很多人又擔心碳纖維機械臂能否完成載重抓取等工作,也就是其在拉伸、壓縮、彎曲等力學性能上面的優勢如何,這關系到機械臂輕量化后的應用和使用壽命,這也是非常需要考量的地方。威盛新材完成多家客戶不同機械臂的生產,就針對碳纖維機械臂力學性能進行解讀。

                碳纖維機械臂
                (碳纖維機械臂)

                  拉伸力學性能表現

                  碳纖維機械臂拉伸性能主要的性能表現還是軸向拉伸的表現,這個拉伸力表現需要機械臂受到軸向力時候表現出來的抗拉力和抗拉強度,那在《纖維增強塑料拉伸性能試驗方法》以及《纖維增強熱固性塑料管軸向拉伸性能試驗方法》這樣的研究中看機械臂的平整、分層以及撕裂的現象,碳纖維機械臂表現不錯。我們會發現碳纖維機械臂的抗拉強度可以達到2000MPa,而不銹鋼機械臂的強度只有650MPa,所以會發現碳纖維機械臂的力學性能表現非常好。

                  彎曲力學性能表現

                  彎曲性能是碳纖維機械臂在靜態載荷下的整體彎曲測試中發現,和局部彎曲試驗區別還是比較大,往期也有實驗可參考《纖維增強塑料彎曲性能試驗》,那在測試中采用三點彎曲,無約束支撐,再加上一定的加載速率,然后達到破壞的情況下,測試出最大抗彎曲力。那會發現鋁合金材質機械臂彎曲彈性只有70GPa,而碳纖維機械臂完全模量是他的三倍,可以達到210GPa,彎曲強度可以達到1300MPa到1500MPa,這就會遠遠高于金屬材料,應用在機械臂上面就使得機械臂的抓取性能優勢更明顯,能夠承載更多的重物。

                  抗壓力學性能表現

                  碳纖維機械臂的抗壓強度表現上面其實跟樹脂以及界面大小以及增強體有很大關系,那參考《纖維增強熱固性塑料管軸向壓縮性能試驗方法》我們會發現采用碳纖維機械臂端面平整、無分層、撕裂等現象,其余表面無損傷。試樣兩端面要求相互平行,且與試樣軸線垂直,平行度應不大于0.10mm。碳纖維復合材料機械臂成品一般尺寸較大,且規格不一,常用的壓縮實驗在實驗前需取壁管中某一片狀進行檢測,以此檢測碳纖維復合材料機械臂的整體抗壓性能。整個的環氧樹脂的拉伸強度在85MPa,彎曲強度在50MPa。

                  在跟傳統的金屬機械臂對比,在力學性能表現上面,碳纖維機械臂優勢要更為明顯,并且質量更輕,碳纖維機械臂的密度只有1.6g/cm3,而鋼材的密度在7.8g/cm3。這就使得碳纖維機械臂能夠發揮的空間更大,質量更輕的前提下,力學性能還更好,非常好的減低了能耗,還提升了整體的抓取精準度。不管是比強度還是比剛度都具有明顯的優勢。推薦閱讀:碳纖維電力巡檢機器人手臂

                點擊這里給我發消息

                立刻在線咨詢(無需登錄)
                古董回收网