Karbon bütün canlıların yaşaması üçün vacibdir, çünki bütün üzvi molekulların əsasını, üzvi molekullar isə bütün canlıların əsasını təşkil edir.Bu, özlüyündə olduqca təsir edici olsa da, karbon lifinin inkişafı ilə bu yaxınlarda aerokosmik, mülki mühəndislik və digər fənlərdə təəccüblü yeni tətbiqlər tapdı.Karbon lifi poladdan daha möhkəm, daha sərt və yüngüldür.Buna görə də, karbon lifi təyyarələr, yarış avtomobilləri və idman avadanlıqları kimi yüksək performanslı məhsullarda poladı əvəz etdi.
Karbon lifləri adətən kompozitlər yaratmaq üçün digər materiallarla birləşdirilir.Kompozit materiallardan biri dartılma gücü, sərtliyi və yüksək çəki nisbəti ilə məşhur olan karbon lifi ilə gücləndirilmiş plastikdir (CFRP).Karbon lifli kompozitlərin yüksək tələblərinə görə, tədqiqatçılar karbon lifli kompozitlərin möhkəmliyini artırmaq üçün bir sıra tədqiqatlar aparmışlar, onların əksəriyyəti “lif yönümlü dizayn” adlı xüsusi texnologiyaya yönəldilmişdir. liflər.
Tokio Elm Universitetinin tədqiqatçıları lifin istiqamətini və qalınlığını optimallaşdıran, bununla da liflə gücləndirilmiş plastiklərin gücünü artıran və istehsal prosesində daha yüngül plastiklər istehsal edən, daha yüngül təyyarələrin və avtomobillərin istehsalına kömək edən karbon lifi dizayn metodunu qəbul etdilər.
Bununla belə, lif rəhbərliyinin dizayn metodu çatışmazlıqlar olmadan deyil.Fiber bələdçi dizaynı yalnız istiqaməti optimallaşdırır və lif qalınlığını sabit saxlayır, bu da CFRP-nin mexaniki xüsusiyyətlərindən tam istifadəyə mane olur.Tokio Elm Universitetindən (TUS) Dr Ryosuke Matsuzaki izah edir ki, onun tədqiqatı kompozit materiallara yönəlib.
Bu kontekstdə, Dr. Matsuzaki və onun həmkarları Yuto Mori və Naoya kumekawa tusda kompozit strukturdakı mövqelərinə uyğun olaraq liflərin oriyentasiyasını və qalınlığını eyni vaxtda optimallaşdıra bilən yeni dizayn metodu təklif etdilər.Bu, onlara CFRP-nin gücünə təsir etmədən çəkisini azaltmağa imkan verir.Onların nəticələri jurnalın kompozit strukturunda dərc olunur.
Onların yanaşması üç mərhələdən ibarətdir: hazırlıq, təkrarlama və modifikasiya.Hazırlıq prosesində təbəqələrin sayını təyin etmək üçün sonlu elementlər metodundan (FEM) istifadə edilərək ilkin analiz aparılır və keyfiyyətli çəki qiymətləndirilməsi xətti laminasiya modelinin lif bələdçi dizaynı və qalınlığın dəyişməsi modeli vasitəsilə həyata keçirilir.Lifin istiqaməti iterativ üsulla əsas gərginliyin istiqaməti ilə, qalınlığı isə maksimum gərginlik nəzəriyyəsi ilə hesablanır.Nəhayət, istehsal qabiliyyətinin uçotunu dəyişdirmək üçün prosesi dəyişdirin, əvvəlcə artan güc tələb edən bir istinad "baza lif paketi" sahəsi yaradın və sonra lif paketinin son istiqamətini və qalınlığını təyin edin, paketi hər iki tərəfə yayırlar. istinad.
Eyni zamanda, optimallaşdırılmış üsul çəkisini 5%-dən çox azalda bilər və yük ötürmə səmərəliliyini tək lif oriyentasiyasından istifadə etməklə daha yüksək edə bilər.
Tədqiqatçılar bu nəticələrdən həyəcanlanır və gələcəkdə ənənəvi CFRP hissələrinin çəkisini daha da azaltmaq üçün öz üsullarından istifadə etməyi səbirsizliklə gözləyirlər.Dr. Matsuzaki dedi ki, bizim dizayn yanaşmamız ənənəvi kompozit dizayndan kənara çıxaraq daha yüngül təyyarələr və avtomobillər istehsal edir ki, bu da enerjiyə qənaət etməyə və karbon dioksid emissiyalarını azaltmağa kömək edir.
Göndərmə vaxtı: 22 iyul 2021-ci il