碳纤维自行车耐冲击抗疲劳性能提升工艺

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碳纤维自行车耐冲击抗疲劳性能提升工艺

发布日期：2021-03-29 作者：大连义邦科技浏览数：10455

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2004年意大利的运动员库内戈使用碳纤维增强复合材料制成的碳纤维自行车CAAD8，在比赛中拿下环意总冠军后，铝合金车架自行车慢慢退出了历史舞台。

碳纤维自行车由于极轻的重量、具有比肩合金的高强度、优良的可塑性、耐冲击吸收性能、抗疲劳、造型美观等诸多优点，历史性的改变了整个自行车行业，无论是车架和前叉，又或是有相当技术难度的轮组还是零部件，碳纤维材料已成为高端产品的代名词。

1974年美国的Apex Proto制造了碳纤维复合材料薄壁管粘合不锈钢接头自行车车架。两年后，由Exxon公司制造了Graftek G-1复合材料车架。但因为当时技术上的问题没能得以推广应用。

自碳纤维自行车问世以来，如何解决复杂的应力计算问题是未来持续发展的重要课题之一。构成碳纤维车架的是碳纤维，它的特点是拉伸强度强，但剪断强度弱，加工时需要进行复杂的应力计算(纵刚性、横刚性)，根据计算把碳纤维片重叠成型。

国内外对如何解决碳纤维耐冲击、抗疲劳技术上开设了专项课题，其中以加拿大Panorama自行车制造商为例，在使用大连义邦Xantu.Layr纳米纤维树脂增韧技术后，为喜欢运动野外骑行爱好者研发了一款新型全地形碳纤维自行车。

加入Xantu.Layr纳米纤维增韧膜的样件，在受到30J能量影响后，分层面积明显减少：

考虑到野外骑行爱好者骑行的自行车多数所处环境恶劣，在复杂的环境下对于传统钢架自行车而言，在野外更容易受到不同撞击而损坏的情况非常普遍。一般来讲，碳纤维抗面的冲击相当好，而断裂韧性就很差了。

加入Xantu.Layr纳米纤维增韧膜的样件测试可见，在受到30J能量冲击后，显示出较小的分层裂纹和较少的纤维断裂：

在横摔竖拍的过程中遇到一两块锋利的小石子，就有可能造成难以修复的断裂。Panorama最终研发了突破复杂环境下所带来的耐冲击性碳纤维自行车。与钢制框架自行车相比，将高强度的复合材料预浸料与Xantu.Layr纳米纤维增韧膜层铺交织在一起，研发了可以承受更大冲击应力的自行车复合框架。

碳纤维因其许多优异的性能，已经被广泛应用于军用和民用领域，碳纤维自行车就是其典型代表之一。其中碳纤维自行车材料的抗拉强度、弹性模量、伸长率等会影响自行车的刚性、强度、骑乘感受以及外观等。

本文意在传播新材料资讯，部分图片来自网络。

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