Karbono estas esenca por la supervivo de ĉiuj vivaĵoj, ĉar ĝi formas la bazon de ĉiuj organikaj molekuloj, kaj organikaj molekuloj formas la bazon de ĉiuj vivaĵoj.Kvankam ĉi tio en si mem estas sufiĉe impresa, kun la disvolviĝo de karbonfibro, ĝi lastatempe trovis surprizajn novajn aplikojn en aerospaco, civila inĝenierado kaj aliaj disciplinoj.Karbonfibro estas pli forta, pli malmola kaj pli malpeza ol ŝtalo.Tial karbonfibro anstataŭigis ŝtalon en alt-efikecaj produktoj kiel aviadiloj, konkursaŭtoj kaj sportaj ekipaĵoj.
Karbonfibroj estas kutime kombinitaj kun aliaj materialoj por formi kunmetaĵojn.Unu el la kunmetitaj materialoj estas karbonfibro plifortigita plastoj (CFRP), kiu estas fama pro sia tirstreĉo-rezisto, rigideco kaj alta forto al pezo-proporcio.Pro la altaj postuloj de karbonfibraj kunmetaĵoj, esploristoj faris plurajn studojn por plibonigi la forton de karbonfibraj kunmetaĵoj, la plej multaj el kiuj estas koncentritaj al speciala teknologio nomata "fibra orientita dezajno", kiu plibonigas la forton optimumigante la orientiĝon de. fibroj.
Esploristoj de la Scienca Universitato de Tokio adoptis metodon de dezajno de karbonfibro, kiu optimumigas la orientiĝon kaj dikecon de la fibro, tiel plibonigante la forton de fibro-plifortigitaj plastoj kaj produktante pli malpezajn plastojn en la produktadprocezo, helpante fari pli malpezajn aviadilojn kaj aŭtojn.
Tamen, la dezajna metodo de fibro-gvidado ne estas sen mankoj.La fibro-gviddezajno nur optimumigas la direkton kaj tenas la fibran dikecon fiksa, kio malhelpas la plenan utiligon de la mekanikaj propraĵoj de CFRP.D-ro ryyosuke Matsuzaki de Scienca Universitato de Tokio (TUS) klarigas, ke lia esplorado fokusiĝas al kunmetitaj materialoj.
En ĉi tiu kunteksto, d-ro Matsuzaki kaj liaj kolegoj Yuto Mori kaj Naoya kumekawa in tus proponis novan dezajnmetodon, kiu povas samtempe optimumigi la orientiĝon kaj dikecon de fibroj laŭ ilia pozicio en la kunmetita strukturo.Ĉi tio permesas al ili redukti la pezon de la CFRP sen influi ĝian forton.Iliaj rezultoj estas publikigitaj en la ĵurnalo kunmetita strukturo.
Ilia aliro konsistas el tri paŝoj: preparado, ripeto kaj modifo.En la preparprocezo, la komenca analizo estas farita uzante la metodon de finia elemento (FEM) por determini la nombron da tavoloj, kaj la kvalita pezo-taksado estas realigita per la fibro-gviddezajno de lineara laminadmodelo kaj dikecŝanĝa modelo.La fibro-orientiĝo estas determinita per la direkto de la ĉefstreso per la ripeta metodo, kaj la dikeco estas kalkulita per la maksimuma streĉteorio.Fine, modifi la procezon por modifi la kontadon pri fabrikado, unue kreu referencan "bazan fibran pakaĵon" areon, kiu postulas pliigitan forton, kaj poste determini la finan direkton kaj dikecon de la aranĝa fibro-fasko, ili disvastigas la pakaĵon ambaŭflanke de la. referenco.
Samtempe, la optimumigita metodo povas redukti la pezon je pli ol 5%, kaj fari la efikecon de transigo de ŝarĝo pli alta ol uzado de fibro-orientiĝo sole.
Esploristoj estas ekscititaj de ĉi tiuj rezultoj kaj antaŭĝojas uzi siajn metodojn por plu redukti la pezon de tradiciaj CFRP-partoj en la estonteco.D-ro Matsuzaki diris, ke nia desegna aliro preterpasas tradician kunmetitan dezajnon por fari pli malpezajn aviadilojn kaj aŭtojn, kio helpas ŝpari energion kaj redukti ellason de karbondioksido.
Afiŝtempo: Jul-22-2021