TWI506188B - 平板構造物的碳纖維強化塑膠樑 - Google Patents

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Description

平板構造物的碳纖維強化塑膠樑
本發明係有關於一種平板構造物的碳纖維強化塑膠(下文中簡稱為“CFRP”)樑；更具體地說，係有關於用以構成可應用於建築物材料、結構體、汽車、船舶等上之結構性材料的平板構造物的碳纖維強化塑膠樑。
一般而言，平板構造物的碳纖維強化塑膠樑係使用於公共工程、結構體及汽車、船舶等。
再者，如第1圖及第2圖所示，一具有方管形式的碳纖維強化塑膠樑主要係做為傳統的碳纖維強化塑膠樑。
在此，如前所述，碳纖維強化塑膠可組成多種碳纖維與熱硬化塑膠的複合物，做為碳纖維強化塑膠。
此種碳纖維強化塑膠具有以下的特性。
首先，其具有高的強度對重量比，而且輕且強。碳纖維在纖維方向上具有與高張力鋼相同水準的張力，具有比鈦更高的彈性比，並且是一種比重為鋁的60%的極輕材料。
其次，完全不容易發生收縮及膨脹，且測量的精密程度極高。就碳纖維強化塑膠而言，在纖維方向上計算的熱膨脹幾乎和0相同，且在高溫下僅有小量收縮。因此，在透過層疊法加以層疊時，其將可以得到熱膨脹計算值為0的碳纖維強化塑膠。
第三，震動吸收性良好，在地震上極為有效。基於塑膠及纖維的總合作用，碳纖維強化塑膠是極具震動吸收性，且具有高衰減率。
因上，基於這些特性，碳纖維強化塑膠被用來做為結構性材料。
第1圖是習用方管形式碳纖維強化塑膠樑的立體外觀圖；第2圖是第1圖中一部份的放大圖。
參閱第1圖及第2圖，此習用的方管形狀碳纖維強化塑膠樑是由碳纖維強化塑膠板(11)、方形內模(12)、以及模支撐構件(13)所構成。
在此，如果該習用方管形狀碳纖維強化塑膠樑需要修改時，則該內模就必須重新製造，故不易於進行尺寸的修改，製造期要有長期的時間，且會導致昂貴的製造成本，這些都是問題。
此外，此種習用的方管形狀碳纖維強化塑膠樑無法做為較大負載情形的反制手段，這會是問題。
因此，本發明係創作供用來解決這些問題；其目的是要提供一種平板構造物的碳纖維強化塑膠樑，具有精確度及可應用至投射橫軸上的10G或更大的高強度位準。
根據本發明的平板構造物的碳纖維強化塑膠樑是由一碳纖維強化塑膠板；多個用來防止該碳纖維強化塑膠板撓曲的撓曲防止構件；一設置於該等撓曲防止構件上的鋁板；以及多個用以支撐該鋁板的支撐塊所構成的。
另外，本發明的特徵是在於該等撓曲防止構件係設置成使他們在該鋁板的上方及下方表面上互相交錯。
再者，本發明的特徵是在於該等撓曲防止構件可沿著寬度(濶度)方向延伸。
再者，本發明的特徵是在於該等撓曲防止構件係以緊密間距設置，以使得其可以做為外部壓力狀況的反制手段。
如前所述，根據本發明的平板構造物的碳纖維強化塑膠樑可以得到以下的效果。
首先，因為組立型式的平板構造之故，製造時間可以縮減短，因此可以減低製造成本，這是有利的。
其次，由於碳纖維強化塑膠板之故，製造可以輕易完成，這是有利的。
第三，模的製造簡單，且在製造模時可以使用一般的材料，這是有利的。
第四，除了長度方向的尺寸以外，包括寬度方向上的尺寸的修改可以自由地進行，這是有利的。
第五，由於模的補強之故，因此可以具有對於外部負載狀況的反制作用，這是有利的。
第六，由於縮減碳纖維強化塑膠板的加工表面至最小，因此加工成本可以減低。
下面將配合圖式來更詳細地說明根據本發明的平板構造物的碳纖維強化塑膠樑。在說明本發明時，在有關於可公開得知之技藝或成分的特定說明被認為在解說本發明要點上是不需要時，其詳細的解說將會被省略掉。再者，本文中所用的詞彙是在本發明之功能的考量下來加以定義的；因此，他們會依客戶、操作人員、或使用者的目的而不同。因此，這些定義必須是要依據與本發明有關的一般細節。
在所有圖式中所用的參考編號是代表相同的元件。
第3圖是根據本發明之平板構造物的碳纖維強化塑膠樑的立體外觀圖；第4圖是根據本發明之平板構造物的碳纖維強化塑膠樑的立體分解圖；而第5圖是一曲線圖，顯示出根據本發明之平板構造物的碳纖維強化塑膠樑隨著溫度變化的變化量。
參閱第3圖至第5圖，根據本發明的平板構造物的碳纖維強化塑膠樑(20)係由一碳纖維強化塑膠板(11)；多個用來防止該碳纖維強化塑膠板(11)撓曲的撓曲防止構件(21)；一設置於該等撓曲防止構件(21)上的鋁板(22)；以及多個用以支撐該鋁板(22)的支撐塊(31)所構成的。
在此，該等撓曲防止構件(21)係設置成使他們在該鋁板(22)的上方及下方表面上互相交錯，因此本發明可做為施加至碳纖維強化塑膠板(11)上之外部負載的有效反制手段。
根據本發明之平板構造物的碳纖維強化塑膠樑(20)因溫度改變而致的變化量的測量結果是顯示於下面的表一中。
(至於表一中之測量所使用的條件，初始溫度是22℃，因為溫度自20℃至100℃的變化而致之長度上的變化量(以20℃為單位)是沿著X、Y、及Z方向測量的；所使用的測量儀器是高度規及游標卡尺。)
參閱表一，如測量的結果所顯示的，變化會因溫度上的差異而產生；結果顯示出量的差值會因溫度的增加而增加。
鋁顯示出每10℃具有0.02mm的平均增加量，而碳纖維強化塑膠則顯現出僅為鋁的1/3的變化量。此外，當設定為最初測量的溫度時，變化量會顯現出在該溫度最初被測量時所測量到的數值。
第5圖以曲線圖顯示出鋁相對於碳纖維強化塑膠之隨溫度改變而致的變化量。
與習知的方管形式碳纖維強化塑膠樑(10)相比較下，根據本發明的平板構造物的碳纖維強化塑膠樑(20)在左側及右側係構造成碳纖維強化塑膠板(11)，因此與習用方管形式碳纖維強化塑膠樑(10)相比較下，製造單位成本可以降低，且製造時間可以縮短。
再者，如同習用的方管形式碳纖維強化塑膠樑(10)，根據本發明的平板構造物的碳纖維強化塑膠樑(20)可以延長；因為在本發明中不需要內模，其可以沿著寬度(濶度)方向延伸寬度，這對於習用的方管形式碳纖維強化塑膠樑(10)而言是不可能的。
例如說，如果只有設置在鋁板(22)上的撓曲防止構件(21)要加以延長，平板構造物的碳纖維強化塑膠樑(20)可以在寬度方向依需要而儘可能地加以延長。
再者，藉由增加設置在鋁板(22)上的撓曲防止構件(22)的數量，本發明可以用來做為外部壓力狀況的一種反制手段。
在此，用以防止碳纖維強化塑膠板(11)撓曲的撓曲防止構件(21)、鋁板、以及多個支撐塊(31)也可以使用一般的鋼材或是高強度鋼材。
在根據本發明的平板構造物的碳纖維強化塑膠樑中，內模是不需要的，針對外部溫度及高壓力使用的模的製造很簡單，製程時間縮短且重量減低，可以輕易地進行長度及寬度方向上的尺寸變更及處理，且可以大容積地疊覆運送。
以此方式，雖然根據本發明的平板構造物的碳纖維強化塑膠樑與習用方管形式碳纖維強化塑膠樑相比較下，重量較輕，但就強度而言卻更佳。
另外，由於自現有壓力的延長可消除限制因素，其可以應用至自第10代起以後的半導體系統上。
再者，基於該平板構造物的設計，本發明可用於各種系統設計上做為即用式的反制手段。
再者，該不需要使用模的平板構造物可以做為逐漸展開之供應鏈管理市場狀態的反制手段。
根據本發明的平板構造物的碳纖維強化塑膠樑可以應用至需要2500mm或更大史脫克(Stoke)的系統、具有高速度及高加速度狀況的系統、在小區域內需要高精度的系統、以及需要高酬載的系統上。
如前所述，前文已針對較佳工作範例來說明本發明，但是這些工作範例並非是要用來限制本發明，而僅是用來做說明之用；因此，熟知本發明之技藝者當可在不脫離本發明的技術下，對於前述的工作範例進行多種的變化、修改、或調整。因此，本發明的保護範圍必須要解讀為包含所有這些在本發明技術本質內的變化、修改、或調整的例子。
10．．．碳纖維強化塑膠樑
11．．．碳纖維強化塑膠板
12．．．內模
13．．．模支撐構件
20．．．碳纖維強化塑膠樑
21．．．撓曲防止構件
22．．．鋁板
31．．．支撐塊
第1圖是習用碳纖維強化塑膠材料的結構構件的外觀圖。
第2圖是第1圖中一部份的放大圖。
第3圖根據本發明的平板構造物的碳纖維強化塑膠樑的立體外觀圖。
第4圖根據本發明的平板構造物的碳纖維強化塑膠樑的分解外觀圖。
第5圖是一曲線圖，顯示出根據本發明之平板構造物的碳纖維強化塑膠樑隨著溫度改變的變化量。
11．．．碳纖維強化塑膠板
20．．．碳纖維強化塑膠樑
21．．．撓曲防止構件
22．．．鋁板

Claims (4)

  1. 一種樑，其包括：一對碳纖維強化塑膠(CFRP)板(11)；一鋁板(22)，垂直地連接於該對CFRP板(11)的每一者；多個撓曲防止構件(21)，設置於該對CFRP板(11)之間，用以防止該對CFRP板(11)的撓曲；以及多個支撐塊(31)，設置於該鋁板(22)下方，用以支撐該鋁板(22)。
  2. 如申請專利範圍第1項之樑，其中該等撓曲防止構件(21)係設置成使它們在該鋁板(22)的上方及下方表面上互相交錯。
  3. 如申請專利範圍第1項之樑，其中該等撓曲防止構件(21)可以沿著寬度方向延伸。
  4. 如申請專利範圍第1項之樑，其中該等撓曲防止構件(21)係以緊密間距設置，以使得其可以做為外部壓力狀況的反制手段。
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Families Citing this family (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN103625553B (zh) * 2013-11-26 2015-10-28 湖南大学 一种基于内嵌碳纤维的方锥形铝合金汽车前纵梁
CN105201146A (zh) * 2015-10-16 2015-12-30 沈阳建筑大学 一种内置cfrp圆管的钢骨混凝土异形柱及方法
KR101738039B1 (ko) * 2015-10-23 2017-05-19 현대자동차주식회사 하이브리드 프런트필러 구조
CN113460267B (zh) * 2021-07-21 2022-07-15 上海外高桥造船有限公司 一种邮轮结构梁的制造方法

Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US20020053179A1 (en) * 1996-05-10 2002-05-09 Wycech Joseph S. Internal reinforcement for hollow structural elements.
EP1302605A2 (en) * 2001-10-15 2003-04-16 Ube Industries, Ltd. Reinforced metallic member
US20050077752A1 (en) * 2001-10-26 2005-04-14 Hartmut Albers Impact beam for a vehicle body

Family Cites Families (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US5996303A (en) 1999-02-18 1999-12-07 Mitek Holdings, Inc. Truss with alternating metal web
KR100699394B1 (ko) 1999-03-19 2007-03-27 도레이 가부시끼가이샤 Ｆｒｐ 지붕재, 그의 제조 방법, 접합 구조 및 접합 방법
JP2002002879A (ja) 2000-06-19 2002-01-09 Sekisui Chem Co Ltd 梁構造覆蓋の改造方法および改造構造
DE10251762A1 (de) * 2002-11-05 2004-05-19 Behr Gmbh & Co. Grundträger für eine Fahrzeugstruktur sowie Verfahren zur Herstellung eines Grundträgers
US20060014878A1 (en) * 2002-11-13 2006-01-19 The University Of Southern Queensland Polymer concrete
DE602006011283D1 (de) * 2005-02-25 2010-02-04 Dow Global Technologies Inc Verfahren zur Herstellung eines Strukturs mit einer Klebeverbindung

Patent Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US20020053179A1 (en) * 1996-05-10 2002-05-09 Wycech Joseph S. Internal reinforcement for hollow structural elements.
EP1302605A2 (en) * 2001-10-15 2003-04-16 Ube Industries, Ltd. Reinforced metallic member
US20050077752A1 (en) * 2001-10-26 2005-04-14 Hartmut Albers Impact beam for a vehicle body

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