復合材料在Fl賽車運動中的應用

       簡單地介紹了復合材料及其在F1賽車運動中使用和發展的歷史；然后對Fl賽車中的復合材料結構的設計、制造過程進行了分析，并特別關注其能量吸收性能，因為它對提高F1賽車的安全記錄做出了很大貢獻。

       一般將復合材料定義為“由兩種或以上的材料構成，其主要性能和構成它的每種材料顯著的不同”llJ。準確地說，每種材料有合適的質量比例，一般認為要大于5%。這種材料通常被認為是“人造材料”以和天然材料相比較。從微觀角度來看，復合材料擁有化學性質各異的兩相——被特定的界面分隔，界面對復合材料的主要性能有決定性的影響。其中的連續相被叫做基質。一般說來，通過引入另一成分，基質的性能得到很大的改善。復合材料可以是金屬，陶瓷或聚合物基質。另一相被稱為增強質，通常增強質遠比基質硬和堅固。需要指出的是，復合材料的實際強度比理論強度小好幾個數量級，主要是因為增強質材料本身固有的缺陷分布。對強度起關鍵作用是垂直于外部負載的開裂，而纖維和片狀材料沿長度方向也表現出很高的強度和硬度，因為在該方向上出現大缺陷的幾率小，所以纖維容易承受張力而不能承受壓力。工程應用中，纖維必須與基質材料復合。基質起到粘接，傳遞負載，保護纖維的作用。按增強質材料的特點，復合材料又可以分為長纖維增強和短纖維增強材料，聚合物通常被用做基質。

      由于分子結構不同，這些聚合物分為熱固型和熱塑型樹脂兩類，Fl賽車運動中絕大多數使用熱固型樹脂，特別是環氧樹脂。“預浸漬料”是將大塊的無方向的或編織的纖維浸泡在樹脂中，然后將它們連續逐層堆積，再在一定溫度、壓力下固化。薄的高強度的復合材料外層和又厚又輕的蜂窩狀的內核粘在一起構成所謂的“三明治結構”來構筑復雜的復合材料結構。

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