Re: [问卦] 碳纤维算是坚固的材质吧?

楼主: l88 (188)   2023-06-24 11:55:16
一般材料的"强度"有三种 抗张强度 抗压强度 抗剪切强度
同一种材料的三种强度之间没有直接的关系 例如混凝土抗压很猛比金属材料强
但抗剪切超烂 这也就是为什么混凝土桥跨距都不会太大 而且内部可能还有钢筋或钢梁
因为桥梁的跨距部分主要是抗剪力 (如果设计成像吊桥那样就是要抗张力)
只有设计成拱桥那样才是抗压力 所以石头或混凝土做的桥如果跨距要大就得做拱桥
碳纤维 抗张强度超高 同重量(不是同截面积)下是钢的5倍 抗剪力应该还行
但是抗压强度就不清楚了 而且一般所说的碳纤维实际上是"一片片"的碳纤维片
用其他树脂(常见的就epoxy)一层层慢慢黏起来的 单片的碳纤维片其实是"软的"
用在潜艇这种讲究抗压强度的场合 要看怎么设计跟制造的 可能专家才能断定合不合适
不过就因为碳纤维成型不是"一整块" 而是黏起来的 所以各方向强度是不一样的
可能某个方向抗张很强另一个方向就很鸟 错误的应力方向搞不好还有可能导致层与层剥离
碳纤维在飞机赛车和自行车上这么好用就是因为这些用途基本上都是看抗张强度的
像是飞机机身是内部压力大外部压力小 整个机身是要对抗内压 机壁承受的是张力
同理碳纤维拿来做高压气瓶也是一样的道理 不能类推到用来做抗外压的潜艇也一样可行
那CEO用碳纤维应该是因为密度低 所以预备浮力可以比金属做的潜艇更大 理论上是优点
紧急上浮时理论上会比较快 但前提当然是碳纤维做的抗压强度够不会先被压扁...
至于材料疲劳那又是另一回事 金属疲劳因为理论和实务经验已经很完备 容易检测和预防
碳纤维相对之下可能技术就没金属那么成熟 尤其碳纤维缺乏延展性有微小裂痕就会扩大
更深入的东西有待材料强者补充

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