Koalstof is essinsjeel foar it fuortbestean fan alle libbene dingen, om't it de basis foarmet fan alle organyske molekulen, en organyske molekulen foarmje de basis fan alle libbene dingen.Hoewol dit op himsels frij yndrukwekkend is, mei de ûntwikkeling fan koalstoffaser, hat it koartlyn ferrassende nije tapassingen fûn yn loftfeart, sivile technyk en oare dissiplines.Koalstoffaser is sterker, hurder en lichter as stiel.Dêrom hat koalstoffaser stiel ferfongen yn produkten mei hege prestaasjes lykas fleantugen, raceauto's en sportapparatuer.
Koalstoffezels wurde normaal kombineare mei oare materialen om kompositen te foarmjen.Ien fan 'e gearstalde materialen is koalstoffaser fersterke plestik (CFRP), dy't ferneamd is om syn treksterkte, stivens en hege sterkte oant gewichtferhâlding.Troch de hege easken fan koalstoffaserkompositen hawwe ûndersikers ferskate stúdzjes útfierd om de sterkte fan koalstoffaserkompositen te ferbetterjen, wêrfan de measten rjochte binne op in spesjale technology neamd "fiber-oriïntearre ûntwerp", dy't de sterkte ferbettert troch it optimalisearjen fan de oriïntaasje fan fezels.
Undersikers fan 'e Tokyo University of Science hawwe in metoade foar ûntwerp fan koalstoffaser oannommen dy't de oriïntaasje en dikte fan' e glêstried optimalisearret, wêrtroch't de sterkte fan glêstriedfersterke plestik ferbettert en lichtere plestik produsearret yn it produksjeproses, en helpt om lichtere fleantugen en auto's te meitsjen.
De ûntwerpmetoade fan fiberbegelieding is lykwols net sûnder tekoarten.De glêstried-ûntwerp optimisearret allinich de rjochting en hâldt de fiberdikte fêst, wat it folsleine gebrûk fan 'e meganyske eigenskippen fan CFRP hinderet.Dr ryyosuke Matsuzaki fan Tokyo University of Science (TUS) ferklearret dat syn ûndersyk him rjochtet op gearstalde materialen.
Yn dit ferbân hawwe Dr Matsuzaki en syn kollega's Yuto Mori en Naoya kumekawa in tus in nije ûntwerpmetoade foarsteld, dy't tagelyk de oriïntaasje en dikte fan fezels optimalisearje kin neffens har posysje yn 'e gearstalde struktuer.Hjirmei kinne se it gewicht fan 'e CFRP ferminderje sûnder syn krêft te beynfloedzjen.Har resultaten wurde publisearre yn it tydskrift gearstalde struktuer.
Har oanpak bestiet út trije stappen: tarieding, iteraasje en modifikaasje.Yn it tariedingsproses wurdt de inisjele analyse útfierd troch de einige elemintmetoade (FEM) te brûken om it oantal lagen te bepalen, en de kwalitative evaluaasje fan gewicht wurdt realisearre troch it ûntwerp fan glêstried fan lineêre laminaasjemodel en model foar dikteferoaring.De fiber-oriïntaasje wurdt bepaald troch de rjochting fan 'e haadspanning troch de iterative metoade, en de dikte wurdt berekkene troch de maksimale stressteory.As lêste, wizigje it proses te wizigjen de boekhâlding foar manufacturability, earst meitsje in referinsje "basis fiber bondel" gebiet dat fereasket ferhege sterkte, en dan bepale de definitive rjochting en dikte fan de regeling fiber bondel, se propagearje it pakket oan beide kanten fan 'e referinsje.
Tagelyk kin de optimalisearre metoade it gewicht mei mear as 5% ferminderje, en de effisjinsje fan 'e ladingferfier heger meitsje as it brûken fan glêstriedoriïntaasje allinich.
Undersikers binne optein troch dizze resultaten en sjogge út nei it brûken fan har metoaden om it gewicht fan tradisjonele CFRP-dielen yn 'e takomst fierder te ferminderjen.Dr Matsuzaki sei dat ús ûntwerpoanpak fierder giet as tradisjoneel gearstald ûntwerp om lichtere fleantugen en auto's te meitsjen, wat helpt om enerzjy te besparjen en koalstofdiokside-emissies te ferminderjen.
Post tiid: Jul-22-2021