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碳纤维假脚的耐冲击性与哪些因素相关?

作者:小智 时间:2019-07-29 11:14:34 浏览:193
摘要:在冲击载荷作用下,碳纤维复合材料假脚的损伤模式主要为基体开裂、纤维压缩和分层这三种。那么,碳纤维增强复合材料结构件的耐冲击性及耐疲劳性与哪些因素相关呢?...

      对截肢患者而言,假脚的重量将直接影响到其行走时的能耗。碳纤维增强复合材料具有重量轻、强度高、抗疲劳性能好等优点,是目前假肢的理想用材之一。但是,纤维增强复合材料对冲击载荷相对比较敏感,即使冲击能量较低,也可导致结构的疲劳性能大幅度削弱,甚至直接引起事故的发生,从而降低了使用的安全性。
      在冲击载荷作用下,碳纤维复合材料假脚的损伤模式主要为基体开裂、纤维压缩和分层这三种。那么,碳纤维增强复合材料结构件的耐冲击性及耐疲劳性与哪些因素相关呢?
 
      首先,不同复合材料体系对假脚的疲劳性能有较大影响,复合材料体系的横向和法向拉伸强度以及剪切强度等参数越小,假脚的冲击损伤面积越大,所能承受的疲劳循环次数越少。
      其次,后龙骨厚度对不同损伤模式的影响规律不同。随着后龙骨厚度的增加,基体开裂损伤面积越来越大,分层损伤面积略有减小,而纤维压缩损伤几乎没有变化。尽管随着后龙骨厚度的增加,假脚的疲劳循环次数逐渐增大,但是相对于厚度的增加量,疲劳循环次数的增加量相对较小。
      再者,虽然不同铺层参数对碳纤维复合材料假脚的冲击损伤模式几乎没有影响,但是在在其它条件均相同的情况下,适度增加0°铺层的含量,可有效提高碳纤维复合材料假脚的抗疲劳性能。

 
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