Углерод барлык тереклекнең яшәве өчен бик кирәк, чөнки ул барлык органик молекулаларның нигезен, ә органик молекулалар барлык тереклекнең нигезен тәшкил итә.Бу үзе бик тәэсирле булса да, углерод җепселенең үсеше белән, күптән түгел аэрокосмос, төзелеш инженериясе һәм башка фәннәрдә гаҗәп яңа кушымталар тапты.Карбон җепселләре корычка караганда көчлерәк, катырак һәм җиңелрәк.Шуңа күрә углерод җепселләре корычны самолет, узыш машиналары һәм спорт җиһазлары кебек югары җитештерүчән продуктларда алыштырды.
Углерод җепселләре гадәттә башка материаллар белән кушылып композитлар ясыйлар.Композицион материалларның берсе - углерод җепселле ныгытылган пластмасса (CFRP), ул киеренкелеге, каты булуы һәм авырлык дәрәҗәсенә югары көче белән дан тота.Углерод җепсел композитларының югары таләпләре аркасында, тикшерүчеләр углерод җепсел композитларының көчен яхшырту өчен берничә тикшеренүләр үткәрделәр, аларның күбесе "җепселле юнәлешле дизайн" дип аталган махсус технологиягә юнәлтелгән, юнәлешне оптимальләштереп көчен арттыра. җепселләр.
Токио фән университеты тикшерүчеләре углерод җепселенең дизайн ысулын кулландылар, бу җепселнең юнәлешен һәм калынлыгын оптимальләштерә, шуның белән җепселле ныгытылган пластмассаларның көчен арттыра һәм җитештерү процессында җиңелрәк пластмассалар җитештерә, җиңелрәк самолетлар һәм машиналар ясарга булыша.
Ләкин, җепсел белән идарә итүнең дизайн ысулы кимчелекләрсез түгел.Fiberепсел кулланмасы дизайны юнәлешне оптимальләштерә һәм җепсел калынлыгын тотрыклы саклый, бу CFRP механик үзлекләрен тулысынча куллануга комачаулый.Токио Фәннәр Университеты (TUS) докторы Риосуке Мацузаки аның тикшеренүләренең композицион материалларга юнәлтелүен аңлатты.
Бу контекстта, доктор Мацузаки һәм аның хезмәттәшләре utто Мори һәм Наоя кумекава яңа дизайн ысулын тәкъдим иттеләр, ул бер үк вакытта җепселләрнең ориентациясен һәм калынлыгын композицион структурадагы позициясенә оптимальләштерә ала.Бу аларга CFRP авырлыгын киметергә мөмкинлек бирә, аның көченә тәэсир итмичә.Аларның нәтиҗәләре журналның композицион структурасында басыла.
Аларның карашы өч этаптан тора: әзерләү, кабатлау һәм модификацияләү.Әзерлек процессында башлангыч анализ катламнар санын билгеләү өчен чикләнгән элемент ысулы (FEM) ярдәмендә үткәрелә, һәм сыйфатлы авырлыкны бәяләү сызыклы ламинация моделенең җепселле белешмә дизайны һәм калынлык үзгәрү моделе ярдәмендә тормышка ашырыла.Fiberепсел ориентациясе төп стресс юнәлеше белән iterative ысул белән билгеләнә, калынлыгы максималь стресс теориясе белән исәпләнә.Ниһаять, җитештерүчәнлекне исәпкә алу процессын үзгәртегез, башта көчен арттыруны таләп итә торган "төп җепсел тупламасы" сылтамасын булдырыгыз, аннары җепсел бәйләнешенең соңгы юнәлешен һәм калынлыгын билгеләгез, алар пакетны ике ягында тараталар. сылтама.
Шул ук вакытта оптимальләштерелгән ысул авырлыкны 5% тан киметергә һәм йөкне күчерү эффективлыгын җепсел ориентациясен куллануга караганда югарырак итә ала.
Тикшерүчеләр бу нәтиҗәләргә бик шат һәм киләчәктә традицион CFRP өлешләренең авырлыгын тагын да киметү өчен үз ысулларын кулланырга өметләнәләр.Доктор Мацузаки әйтүенчә, безнең дизайн алымы традицион составлы дизайннан тыш, җиңелрәк самолетлар һәм машиналар ясау, бу энергияне сакларга һәм углерод газы чыгаруны киметергә ярдәм итә.
Пост вакыты: 22-2021 июль