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碳纖維預浸布制成的魚竿使用起來很方便,拿在手上試一試就明白了。 最輕的香魚釣魚竿,雖然長9米,但重量卻只有175克。 我們看到的長度和我們握著的重量甚至會讓我們對不匹配感到困惑。 而且魚竿前端不會下垂,整個竿身拉力很大。 對比重量,同樣長度的最初碳素魚竿重300多克,而之前的玻璃纖維魚竿重500多克。
圖為一根9.9米長、僅重246克的香魚釣魚竿。
首先,釣魚竿必須考慮相反的特性
釣魚竿不僅要輕且堅固。 拋擲配有魚鉤的魚線,魚上鉤后將其拉回,以及捕獲魚,都需要魚竿具有各種性能。
如果你想把鉤子和墜子扔得很遠,就必須有適當的韌性和彈性。 當彎曲的桿彈回時,桿尖的速度會增加。 然后,當魚來吃餌時,需要快速輕微地搖晃魚竿,讓魚咬鉤。 這時,魚竿需要有適度的張力(硬度)。 還有一點很重要,就是細微的振動能夠不衰減地傳遞到手上,因為釣友就是靠著魚竿、魚線傳遞來的振動來掌握魚兒的動態和水下的狀態。
然而,產品所需的許多性能卻是相反的。 如果其中一個得到改善,另一個就會被犧牲。 魚線越細,越不容易被魚發現,但也越容易斷。 想要用細魚線釣大魚,就需要利用魚竿的韌性來吸收魚掙扎帶來的沖擊力。 如果魚竿太軟,釣友再怎么動心,魚也游不過去。 而且釣友的喜好也不同。 有些釣魚者喜歡直接感受魚掙扎的感覺,而另一些釣魚者則喜歡慢慢地將魚滑走。 我們需要針對不同的魚種準備不同的魚竿。 釣魚竿的種類繁多,適合釣魚方法和特定用戶群體。
其次,多種碳纖維技術集中在一根魚竿上。
碳素釣魚竿是將碳纖維和環氧樹脂組成的碳纖維布包裹在金屬桿上,經燒制固化而成。 釣魚竿的尖端由填充碳纖維的實心結構制成。
影響碳纖維特性的因素之一是樹脂與纖維的比例。 釣魚竿的碳纖維含有較少的樹脂和較多的纖維。 一般來說,碳纖維含量越多,魚竿越輕、越堅固,傳遞振動的能力就越好,重量減輕,成型性和靈敏度提高。 除了使用標準碳布外,我們還與原材料制造商合作開發定制碳纖維布產品。
然而,樹脂還充當連接纖維的粘合劑,因此樹脂越少,加工就越困難。 大型制造商掌握了高水平的制造技術,可以將樹脂含量極低的碳纖維布加工成管狀形狀,以滿足用戶定制。
效果圖是各大廠商碳技術進展的一個例子。
白色部分為碳纖維,黑色部分為環氧樹脂。 左邊的普通碳纖維樹脂含量較低。 它可以通過加熱、加壓或排列來優化碳的排列,從而生產出樹脂含量最低的碳布。 右邊的Z-SVF碳纖維基本上是由碳纖維制成的。
最常用的碳纖維是彈性系數高、受力時不易拉伸的碳纖維。 高彈性碳纖維有時用于空間技術。
當然,材料是根據用途來使用的。 正如文章中提到的,高彈性碳纖維常用于魚竿。 如果釣鯛魚、鱒魚等拉力較大的魚類,為了保證魚竿能夠緩慢彎曲并吸收沖擊力,往往會使用彈性系數較低的碳纖維。
根據纖維的取向或重疊方式,它們的性能會有很大差異。 這也是異質材料碳纖維變得有趣的地方。 異質性是指材料的強度根據力施加的方向而相應變化。
碳布對纖維拉動方向的抵抗力較強,但對來自橫向的力的抵抗力較弱。 因此,在設計釣竿時,可以通過改變纖維方向的組合來創造不同的特性。 例如,當四根光纖重疊時,通常按照垂直-水平-垂直-水平的順序堆疊。 只要將這個順序改為水平-垂直-垂直-水平,魚竿的結構就可以變得不易斷裂。 ,更加扎實。
對于高性能釣魚竿,在不同位置纖維的方向和重疊方面投入了大量的精力。 纖維重疊的基本原理是沿著魚竿垂直和水平各90度,但在魚竿的接頭處,纖維角度需要傾斜到45度。 這樣,桿的彎曲會更加順暢,強度也會大大增加,從而減少了接頭處的重疊,使桿變得更輕。 在魚竿容易彎曲的地方,除了水平和垂直堆疊纖維外,還以45度角纏繞纖維,以增加魚竿的強度。 有些產品在魚竿的尖端采用堅固的結構,然后用碳纖維布包裹,這樣既保護了魚竿的纖細,又提高了強度和剛度。 多種碳纖維復合材料技術都集中在一根魚竿上。
圖中的碳纖維被稱為異質材料,其性能可以根據纖維的取向和組合而變化。 例如,該公司的V-JOINT技術將魚竿接頭處的纖維角度傾斜45度碳素魚竿能用多久,使魚竿彎曲更平滑,強度更高。
三、計算機分析讓釣魚竿進一步進化
桿設計師使用計算機模擬和分析技術。 但要在設計中體現“能堅持住”、“沒有韌性”等專業釣友的感受,并不容易。
采用“應變能分析”技術,將直觀評價與計算機分析結果成功結合起來。 通過這項技術,可以分析桿受力時產生的彎曲如何從尖端到底部分布。 這種新的分析方法使我們能夠識別釣魚竿之間的一些差異,而這些差異僅依靠原始指標(例如彎曲度和剛度分布)是不明顯的。 釣友的感受也可以積累為可重現的數據。
碳纖維的彈性系數理論上是有限的,但現在我們正在進行各種研究,包括改變樹脂、處理纖維表面等。還有許多其他領域的技術可以應用于釣魚竿。
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