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1、泡沫夹芯结构碳纤维复合材料医疗床板的强度研究第35卷第6期2010年l2月高科键鲜雏与应用Hi—TechFiber&ApplicationV.01.35No.6Dec.2010泡沫夹芯结构碳纤维复合材料医疗床板的强度研究吴焱,邵明(嘉兴中宝碳纤维有限责任公司,浙江嘉兴314001)摘要:按照戴铂经典"三明治"结构变形量计算公式所得的载荷.变形量曲线是一条等斜率直线,而实际测量的结果表明,泡沫夹芯结构碳纤维复合材料存在着一个临界集中载荷点:当载荷力小于这个点时,载荷.变形量曲线也近似于一条斜线
2、;一旦集中载荷力超过该临界点,这种"三明治"结构的变形量急剧增大直到断裂.由理论计算得出了小试样以剪切变形为主,而大如医疗床板的"三明治"结构变形,是剪切与弯曲共同作用的简单结论关键词:碳纤维;"三明治"结构;医疗床板中图分类号:TQ327.3;R812文献标识码:A文章编号:1007.9815(2010)06.0035—04StrengthResearchof''Sandwich''StructureonCarbonFiberCompositeMedical--BedPlateWUYan.SHAO
3、Ming(JiaxingSino—DiaCarbonFiberCo.,ID,JiaxingZhejiang314001China)Abstract:Load—deforrnantioncurvebasedonDIAB'Ssandwichconceptisaobliqueline,butexperimentalresultsprovethatthereisacriticalpointforconcentratedloadexistingonthecurve:astheconcen~atedloadis
4、lowerthenthecriticalpoint,thecurveissimilartoaobliqueline.Oncetheconcen~atedloadexceedsthecriticalpoint,thedeformationofsandwichstructureincreasedrapidly~Accordingtothetheoreticalcalculation.weobtainthatdefor-marionismainlycausedbyshearinginsmallspecim
5、ens,bothshearingandbendinginbigsandwichstructure.Keywords:carbonfiber;"sandwich"structure;medicalbedplate由于碳纤维具有高强度,低密度,极低的x射线吸收率等特点,在医疗放射设备领域,采用碳纤维复合材料做面板,中间为泡沫夹芯的"三明治"结构作为支撑病人并透过射线的床板,其X射线透过性能,成像清晰度,强度和刚性均明显优于聚碳酸酯,酚醛树脂板等传统床板,对提高设备整体性能起到了重要作用.因此,医疗设备厂
6、家已逐步替换传统材料床面板,夹芯结构碳纤维复合材料板在医疗设备领域具有广阔的市场及发展前景.为了确保医疗精度,许多床板在要求有合适的铝当量的同时,还要求具有出色的刚性和强度,以保证医疗床在工作时的变形量足够小.碳纤维是一种各相异性的材料,而泡沫夹芯层也与表层的碳纤维复合材料面板性能不一致,所以在设计医疗床时,我们就不能简单的应用各相同性材料的载荷变形公式,来模拟医疗床这种复杂结构的变形.本研究着重对泡沫夹芯结构碳纤维复合材料的理论载荷变形与实测的载荷变形作比较,对医疗床板的研制提供理论依据.1泡沫夹
7、芯结构碳纤维复合材料试验方案及材料选择1.1试验方案研制的泡沫夹芯结构,上下表面为碳纤维复合收稿日期:2010.11-29作者简介:吴焱(1983.),女,浙江嘉兴人,助理工程师,主要从事碳纤维制品的设计与开发工作,(电话)13750795020(电子信箱)loveaminta@126.com..36.高筚斗拨鲜雏与应用第35卷材料面板,中间为泡沫芯材,为"三明治"结构.试验方案:采用碳纤维/环氧树脂预浸料,按铺层设计铺贴预浸料,与泡沫芯材组合后一同固化,采用简易金属模具热压成型.成型工艺流程:模具
8、准备一剪裁铺贴预浸料一预浸料与泡沫芯组合一热压成型.1.2材料选择采用的预浸料规格为150g/m2;碳纤维为东丽T700,中温固化体系,固化工艺简单.表1为环氧树脂性能.泡沫芯材选择ROHACELL5IIG.F型泡沫,该泡沫具有力学性能好,且100%闭孔的优点,其性能见表2.2试验2.1试验仪器WDW.T100微机控制电子万能试验机,试验机级别0.5,最大量程10t,生产厂家:济南试金集团有限公司;试验机附件:拉力试验软件一WDW电拉系统.2.2试验方法将压制的碳纤维
