機械設計中輕量化材料的選擇與應用 |
| 2025-8-28 18:03:00 發布者：中研高科（山東）教育科技發展有限公司-業務部 |
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輕量化設計是機械領域節能降耗的重要方向，鋁合金、碳纖維復合材料是主流選擇，需根據零件功能、成本與加工難度綜合選型，平衡減重效果與性能。 鋁合金（6061-T6/7075-T6）適合受力中等的零件（如無人機機架、汽車輪轂）：6061-T6 抗拉強度≥310MPa，密度 #179;（僅為鋼的 1/3），可通過擠壓、鍛造成型，加工成本較低，適合大批量生產；7075-T6 強度更高（抗拉≥570MPa），但加工難度大（易粘刀），適合精密承力件（如航空零件）。碳纖維增強復合材料（CFRP）密度僅 #179;，抗拉強度≥3000MPa，是鋼的 5 倍，適合高端場景（如賽車底盤、衛星支架），但成本是鋁合金的 8-10 倍，且需用模壓成型（成型溫度 120-180℃，壓力 5-10MPa），批量適用性有限。 選型需匹配場景：農用機械輕量化選 6061 鋁合金（成本可控），減重 30% 且耐田間腐蝕；高端機器人手臂選 CFRP，減重 50% 同時提升運動響應速度。設計時需注意：鋁合金件避免尖角（圓角 R≥3mm），防止應力集中；CFRP 件需避免橫向受力（橫向強度僅為縱向的 1/10），通過金屬嵌件增強連接強度。 機械設計中輕量化材料的選擇與應用 |
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