汕头升高车出租， 形状记忆伸展臂的优势？？　汕头升高车租赁，汕头升高车公司　　　  管状伸展臂又称管状杆，是较早的展开结构类型，通过其薄臂壳的形变实现卷曲展收，收拢时通常利用电机等装置，通过外力将其收卷于卷轴上，展开时利用材料本身的弹性势能来实现伸展臂的展开，具有结构简单、质量小、高收拢比等优点。通常要求材料本身具有高比强、韧性好、高弹性等特点，其刚度保障主要通过展开后结构本身特性，即从平面变成曲面来提高其刚度，但其抗弯、抗扭能力较差，且伸展臂根部为平面与曲面过渡段，结构强度无法保障，刚度较低，限制了其应用。相对于传统材料的管状伸展臂，形状记忆材料具有高弹态和玻璃态两种状态，通过控制外部环境条件即可实现两种状态的相互转化。形状记忆伸展臂优势在于伸展臂在完全展开或完全收拢时，材料可以保持玻璃态，在完全展开时可以提升伸展臂的刚度，在伸展臂完全收拢时不需要额外装置及外力锁紧。形状记忆伸展臂工作过程：收拢过程中，通过控制外部环境条件，使伸展臂材料保持高弹态，借助外力实现伸展臂的收拢；将伸展臂收拢后改变外部环境条件，使材料转化成玻璃态，将弹性势能储存起来；当需要展开时，再次改变外部环境条件，展开过程中材料保持高弹态，弹性势能得到释放，通过释放储存的弹性势能实现伸展臂的展开。

     管状伸展臂的截面有很多种，传统截面为开口圆管，收拢时卷曲于卷轴上，展开时依靠本身自卷曲性能实现由平面到圆管的转换。伸展臂伸展后管件会有一部分重叠，通过重叠部分间的摩擦力可提高剪切和抗弯刚度，但重叠部分摩擦力有限，抗弯刚度较低。由于形状记忆复合材料在玻璃态时具有较高的刚度，不需要通过摩擦力来提高伸展臂的剪切和抗弯刚度，因此可将形状记忆伸展臂的截面做成四分之三圆，不仅可以减少收卷后的宽度和体积，同时在收卷过程中伸展臂的变形更小，不易造成损伤。伸展臂截面为四分之三圆管，圆管半径为15mm，管件长1m，参考之前的试验结果，选择伸展臂厚度为0.8mm，铺层方式采用±454s，增强材料采用T300-1k高强碳纤维平纹织物，预浸料单层厚度为0.1mm，伸展臂收卷后的宽度约为70mm。

     2伸展臂成型工艺方案及制备,    2.1伸展臂成型方案设计,  伸展臂成型方案制定根据形状记忆伸展臂形状特点，现提出两种成型工艺。方案一：伸展臂截面形状为开口圆管，管件长1m，管件厚度0.8mm，预浸料每层厚度0.1mm，将预浸料裁剪成80mm×1000mm规格，共裁剪8块预浸料。模具采用Φ30mm圆柱形芯模，芯模上预先涂抹脱模剂。铺层时，预先在平台上将8层预浸料铺叠在一起，之后将铺叠好的预浸料均匀地裹在芯模上，并保证预浸料边线与芯模轴线平行、无歪斜。之后将OPP（Orientedpolypropylene）带缠绕在预浸料外表面上，利用OPP带缠绕时的张力对预浸料施加径向压力，通过对预浸料施加压力来保证预浸料与模具实现紧密贴合。脱模时采用手工脱模，利用工具沿试件开口处将试件与模具分离。脱模后进行机加打磨，去除毛刺，最终得到伸展臂。方案二：伸展臂截面形状为开口圆管，管件长1m，管件厚度0.8mm，预浸料每层厚度0.1mm，将预浸料裁剪成285mm×1000mm规格，共裁剪1块预浸料。模具采用Φ30mm圆柱形芯39模，制作前，在模具外表面涂抹润滑油膏，并在芯模上缠绕聚四氟乙烯薄膜，以便试件固化成型后脱模。铺层时直接将预浸料均匀、连续地在模具表面上卷绕8层。之后将OPP带缠绕在预浸料外表面上，利用OPP带缠绕时的张力对预浸料施加径向压力，通过对预浸料施加压力来保证预浸料与模具实现紧密贴合。脱模时采用机器脱模，利用脱模机将模具从试件内部拉出。脱模后经过机械加工将管件裁剪成开口圆管，并进行打磨去除毛刺，最终得到伸展臂。

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     方案的选择,  方案一优点：脱模简单，由于试件固化完成后即为开口圆管，利用工具手工即可完成脱模；试件与模具直接贴合，试件内表面光洁。缺点：在缠绕OPP带时，预浸料容易发生错动，管件开口容易发生歪斜，成品率低。方案二优点：缠绕OPP带时，预浸料错动较少，成品率较高，管件开口与试件轴线的平行度主要通过固化成型后的机加来保证，精度较高。缺点：脱模较复杂，需要借助脱模机脱模，而且由于模具表面需要预先缠绕聚四氟乙烯薄膜，试件内表面会有薄膜缠绕的印记。虽然方案二脱模较复杂，但由于方案二成品率高，而且试件内表面粗糙对于形状记忆性能并无太大影响，因此本章采用方案二进行形状记忆伸展臂制造。伸展臂直线度及圆柱度主要靠模具的精度来保障，模具材料采用45号钢。芯模规格采用直径为Φ30mm，长度为2m的圆柱形芯模。预浸料采用自制的T300/形状记忆环氧树脂预浸料. 根据上述成型方案,制定伸展臂制备流程。

   

    伸展臂制备与试验（1）结构伸展臂为开口圆管 。截面为四分之三圆，半径为15mm，管件壁厚度0.8mm，管件长度1m。（2）材料准备碳纤维预浸料：树脂采用形状记忆环氧树脂，由中南大学提供，纤维采用T300-1k平纹布1张，尺寸1000mm×1000mm，厚度0.1mm。采用溶液法制备预浸料，制备好后对预浸料外观质量检查：目视表面均匀，无油污、机械损伤、褶皱破损、夹渣等缺陷。之后将预浸料裁剪成285mm×1000mm规格，使纤维经向与预浸料边线为45°，共1张。（3）模具准备模具采用直径为Φ30mm，长度为2m的圆柱芯模。预先用酒精或丙酮进行清洗，确保表面清洁无污渍后，晾干并涂抹润滑油膏，之后在芯模上缠绕聚四氟乙烯薄膜。缠绕聚四氟乙烯薄膜时要确保薄膜螺距均匀无缝隙，薄膜表面无褶皱、气泡、孔洞。（4）铺层将裁剪好的预浸料平铺在平台上，将芯模置于预浸料上，并保证芯模与预浸料边线对齐，之后将预浸料卷裹在芯模上，确保铺层过程中无气泡、褶皱、滑移、屈曲，卷曲过程中始终保证预浸料的侧边始终与芯模轴线平行，避免预浸料发生滑动歪斜。（5）封装铺层结束后，将芯模置于缠绕机上，对其缠绕OPP带，预紧力设置20N，螺距为2mm。在缠绕过程中保持观察，确保预浸料在缠绕过程中无明显错动、滑移、褶皱现象。（6）固化将缠绕好的芯模置于烘箱内，按固化制度进行固化。（7）脱模利用脱模机将芯模从管件内部拉出，利用剪刀等工具将其外表面的OPP带去除，将管件内表面上剩余聚四氟乙烯薄膜清除；并用乙醇、丙酮等溶剂清洗芯模表面润滑油膏等杂质以备再次使用。（8）机加打磨根据原设计尺寸，将管件置于水平台上，利用高度尺对管件进行划线，对管件侧边进行机加裁剪，确保机加过程中无分层等破坏。机加后利用400目砂纸打磨去除毛刺，得到最终管件。

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