Mae carbon yn hanfodol ar gyfer goroesiad pob peth byw, oherwydd mae'n sail i bob moleciwl organig, ac mae moleciwlau organig yn sail i bopeth byw.Er bod hyn ynddo'i hun yn eithaf trawiadol, gyda datblygiad ffibr carbon, yn ddiweddar mae wedi dod o hyd i geisiadau newydd syfrdanol mewn awyrofod, peirianneg sifil a disgyblaethau eraill.Mae ffibr carbon yn gryfach, yn galetach ac yn ysgafnach na dur.Felly, mae ffibr carbon wedi disodli dur mewn cynhyrchion perfformiad uchel fel awyrennau, ceir rasio ac offer chwaraeon.
Mae ffibrau carbon fel arfer yn cael eu cyfuno â deunyddiau eraill i ffurfio cyfansoddion.Un o'r deunyddiau cyfansawdd yw plastigau wedi'u hatgyfnerthu â ffibr carbon (CFRP), sy'n enwog am ei gryfder tynnol, ei anystwythder a'i gymhareb cryfder i bwysau uchel.Oherwydd gofynion uchel cyfansoddion ffibr carbon, mae ymchwilwyr wedi cynnal nifer o astudiaethau i wella cryfder cyfansoddion ffibr carbon, y rhan fwyaf ohonynt yn canolbwyntio ar dechnoleg arbennig o'r enw "dyluniad ffibr-ganolog", sy'n gwella cryfder trwy optimeiddio cyfeiriadedd. ffibrau.
Mae ymchwilwyr ym Mhrifysgol gwyddoniaeth Tokyo wedi mabwysiadu dull dylunio ffibr carbon sy'n gwneud y gorau o gyfeiriadedd a thrwch y ffibr, a thrwy hynny wella cryfder plastigau wedi'u hatgyfnerthu â ffibr a chynhyrchu plastigau ysgafnach yn y broses weithgynhyrchu, gan helpu i wneud awyrennau a cheir ysgafnach.
Fodd bynnag, nid yw dull dylunio canllawiau ffibr heb ddiffygion.Mae'r dyluniad canllaw ffibr ond yn gwneud y gorau o'r cyfeiriad ac yn cadw'r trwch ffibr yn sefydlog, sy'n rhwystro defnydd llawn o briodweddau mecanyddol CFRP.Mae Dr ryyosuke Matsuzaki o Brifysgol Gwyddoniaeth Tokyo (TUS) yn esbonio bod ei ymchwil yn canolbwyntio ar ddeunyddiau cyfansawdd.
Yn y cyd-destun hwn, cynigiodd Dr Matsuzaki a'i gydweithwyr Yuto Mori a Naoya kumekawa in tus ddull dylunio newydd, a all ar yr un pryd optimeiddio cyfeiriadedd a thrwch ffibrau yn ôl eu safle yn y strwythur cyfansawdd.Mae hyn yn caniatáu iddynt leihau pwysau'r CFRP heb effeithio ar ei gryfder.Cyhoeddir eu canlyniadau yn strwythur cyfansawdd y cyfnodolyn.
Mae eu hymagwedd yn cynnwys tri cham: paratoi, iteriad, ac addasu.Yn y broses baratoi, cynhelir y dadansoddiad cychwynnol trwy ddefnyddio'r dull elfen feidraidd (FEM) i bennu nifer yr haenau, a gwireddir y gwerthusiad pwysau ansoddol trwy ddyluniad canllaw ffibr model lamineiddio llinol a model newid trwch.Mae cyfeiriadedd y ffibr yn cael ei bennu gan gyfeiriad y prif straen trwy'r dull iterus, ac mae'r trwch yn cael ei gyfrifo gan y theori straen uchaf.Yn olaf, addaswch y broses i addasu'r cyfrifo ar gyfer gweithgynhyrchu, yn gyntaf creu ardal gyfeirio "bwndel ffibr sylfaen" sy'n gofyn am fwy o gryfder, ac yna pennu cyfeiriad terfynol a thrwch y bwndel ffibr trefniant, maent yn lluosogi'r pecyn ar ddwy ochr y cyfeiriad.
Ar yr un pryd, gall y dull optimized leihau'r pwysau o fwy na 5%, a gwneud yr effeithlonrwydd trosglwyddo llwyth yn uwch na defnyddio cyfeiriadedd ffibr yn unig.
Mae ymchwilwyr yn gyffrous gan y canlyniadau hyn ac yn edrych ymlaen at ddefnyddio eu dulliau i leihau pwysau rhannau CFRP traddodiadol ymhellach yn y dyfodol.Dywedodd Dr Matsuzaki fod ein dull dylunio yn mynd y tu hwnt i ddyluniad cyfansawdd traddodiadol i wneud awyrennau a cheir ysgafnach, sy'n helpu i arbed ynni a lleihau allyriadau carbon deuocsid.
Amser postio: Gorff-22-2021