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研究人员以碳纤维矩形机械臂为例，该机械臂属于均质、各向同性的弹性直杆。在该基础上建立一个有限元模型，利用ANSYS的MPC184单元模拟碳纤维增强材料，SOLID185单元模拟树脂基体材料，建立碳纤维增强复合材料梁有限元模型，采用Newmat法求解。
将碳纤维复合材料机械臂在温差20℃和80℃环境下进行热应力数据分析，可以得到其中性层处位移随着截面位置变化的规律。
碳纤维机械臂边缘各节点应力均随温差增加而增加，其中固定端和中截面处应力受温度变化影响较大，且变化是非线性的；自由端处应力受温度变化影响较小，呈现出线性变化。当碳纤维机械臂中间各节点应力在温差小于80℃时，各截面处应力均随温差增加而增加。
当温差达到80℃后，应力随温差增大而降低，这主要由于复合材料中的树脂达到其软化温度，复合材料分子结构会发生改变，使复合材料梁的承载能力显著降低。而将温度升至100℃时，应力随温度增加的变化趋势逐渐趋于平缓，承载能力也比较差。
由此可见，温度变化会对碳纤维机械臂的承载能力产生影响。主要是由于普通的环氧树脂基质所承受的温差变化范围较小，优化该种局面的方式就是采用更耐高低温变化的环氧树脂基质。
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