碳纤维板该多厚?厚度、刚度和重量的关系
按需要的刚度选厚度,因为弯曲刚度与厚度的三次方成正比,而重量只与厚度成正比。2 mm 碳纤维板的弯曲刚度是 1 mm 板的 8 倍,重量是 2 倍。要替换弯曲刚度相同的铝板,编织碳纤维板只需厚约 8%,重量轻约 36%[1][2].
t³弯曲刚度与厚度的三次方成正比
8×从 1 mm 到 2 mm 的刚度变化
−36%等刚度下相对铝的重量(编织碳纤维)
1–5 mm标准板材厚度
厚度、刚度和重量
标准 3K T300 板材厚度为 1 到 5 mm[3]。相对同尺寸 1 mm 板:
| 厚度 | 相对重量 | 相对弯曲刚度 | 每平方米重量(按 1.6 g/cm³) |
|---|---|---|---|
| 1 mm | 1 | 1 | 1.6 kg |
| 2 mm | 2 | 8 | 3.2 kg |
| 3 mm | 3 | 27 | 4.8 kg |
| 4 mm | 4 | 64 | 6.4 kg |
| 5 mm | 5 | 125 | 8.0 kg |
相对弯曲刚度(1 mm = 1)
替换铝板
弯曲刚度相同时,厚度按模量比的立方根变化。铝为 68.9 GPa、2.7 g/cm³[1],编织 T300 层合板为 55 GPa[2]、约 1.6 g/cm³[1]:
| 铝板 | 同刚度编织碳纤维板 | 减重 |
|---|---|---|
| 2.0 mm | 2.16 mm(订 2.5 mm 定制,或 3 mm 标准) | 约 36% |
| 3.0 mm | 3.23 mm(订 3.5 mm 定制,或 4 mm 标准) | 约 36% |
| 5.0 mm | 5.39 mm(定制厚度) | 约 36% |
厚度比 = (68.9 ÷ 55)^(1/3) = 1.078。重量比 = 1.078 × 1.6 ÷ 2.7 = 0.64。
内部含单向层的板材在主方向上比编织板更刚,所以可能用更薄的板就够了。高模量纤维(M40 及以上)也可以减薄[4]。T700 是高强度牌号,不是高模量牌号:其单向层合板只比 T300 刚约 4%(125 对 120 GPa)。


不同用途的常用厚度
| Use | 常用厚度 |
|---|---|
| 盖板、装饰件、轻型支架 | 0.5–1 mm |
| 小型无人机机架、相机底板 | 1.5–3 mm |
| 大型无人机机臂和机架、机器人板件 | 3–5 mm |
| 机加工夹具和块件 | 定制,最厚 150 mm |
定制板材厚度 0.2 到 150 mm,尺寸最大 9000 × 3000 mm[4].
提示板子太软时,加厚是最有效的办法。板子太重时,在低应力区域开减重槽和减重孔,而不是整块减薄。
需要提供什么
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