碳纤维方管还是圆管：框架用哪种截面更好？
直的框架杆件如果只朝一个已知方向弯曲，并且要平贴螺栓固定到板上，选方管或矩形管。会扭转、受多方向载荷或会转动的零件，选圆管。同为 20 mm 宽、1 mm 壁厚时，方管的弯曲刚度是圆管的 1.7 倍，重 27%，所以每克弯曲刚度高约三分之一。
1.70×弯曲刚度，方管与圆管，宽度和壁厚相同
+27%方管的重量
1.33×每克弯曲刚度
≈ 相同每克扭转刚度
两种截面的数据对比如何？
我们用标准截面公式比较了 20 mm 圆管和 20 × 20 mm 方管，壁厚都是 1 mm。材料和铺层相同，只改变截面形状。
| 宽 20 mm，壁厚 1 mm | 圆管 20/18 | 方管 20 × 20 | 方管 ÷ 圆管 |
|---|---|---|---|
| 截面积（mm²） | 59.7 | 76.0 | 1.27 |
| 弯曲惯性矩（mm⁴） | 2,701 | 4,585 | 1.70 |
| 扭转常数（mm⁴） | 5,402 | 6,859 | 1.27 |
| 每克弯曲刚度 | 45.3 | 60.3 | 1.33 |
| 每克扭转刚度 | 90.5 | 90.3 | 1.00 |
圆管：I = π(D⁴ − d⁴)/64，J = π(D⁴ − d⁴)/32。方管：I = (B⁴ − b⁴)/12，J 按薄壁公式 4A²t/s 计算。重量与截面积成正比。
方管为圆管的倍数（宽度和壁厚相同）
什么时候圆管更合适？
- 扭转和复合载荷。圆管各方向刚度相同，每克抗扭能力与方管相当，而且没有转角造成应力集中。
- 转动或滑动零件。滚轴、轴、伸缩节和手柄都需要圆形外形。
- 外形尺寸一定时重量最轻。宽度被管夹或标准配件限定时，圆管更轻。
- 标准尺寸可选。我们的标准圆管从 6/4 到 20/18 mm[1]。
什么时候方管或矩形管更好？
- 主要在一个平面内弯曲的框架和龙门。矩形管竖放时，更多材料位于弯曲受力处。
- 平面安装。支架、导轨、传感器和板件可直接用螺栓固定在平面上，不需要鞍形管夹。
- 接头。平面为胶接接头和角块提供更大、更均匀的粘接面积。
方管用卷制还是拉挤？
小尺寸方管用拉挤，从 1.4 × 1.4 mm 到 10 × 10 mm，内孔圆形或方形，标准长度 1000 mm[2]。拉挤纤维全部沿长度方向，所以弯曲刚度高，但横向较弱。较大的方管和矩形管采用卷制，铺层有多个角度，表面平纹或斜纹，按您的尺寸生产[3]。
提示需要夹持或横向受载的方管，请要求内外转角做圆角。尖角是裂纹的起点。
方管或矩形管需要提供什么
- 外形尺寸（宽 × 高）、壁厚和长度。
- 转角半径（如对配件有影响）。
- 表面效果：平纹或斜纹，亮光或哑光。
- 主要载荷：弯曲方向、扭转或夹持。