Anglis yra būtina visų gyvų dalykų išlikimui, nes ji sudaro visų organinių molekulių pagrindą, o organinės molekulės sudaro visų gyvų dalykų pagrindą.Nors tai savaime yra gana įspūdinga, plėtojant anglies pluoštą, pastaruoju metu jis rado stebėtinų naujų pritaikymų aviacijos, civilinės inžinerijos ir kitose srityse.Anglies pluoštas yra stipresnis, kietesnis ir lengvesnis nei plienas.Todėl anglies pluoštas pakeitė plieną didelio našumo gaminiuose, tokiuose kaip lėktuvai, lenktyniniai automobiliai ir sporto įranga.
Anglies pluoštai paprastai derinami su kitomis medžiagomis, kad būtų sudaryti kompozitai.Viena iš kompozitinių medžiagų yra anglies pluoštu sustiprintas plastikas (CFRP), kuris garsėja savo atsparumu tempimui, standumu ir dideliu stiprumo ir svorio santykiu.Dėl didelių anglies pluošto kompozitų reikalavimų mokslininkai atliko keletą tyrimų, siekdami pagerinti anglies pluošto kompozitų stiprumą, kurių dauguma yra orientuoti į specialią technologiją, vadinamą „į pluoštą orientuotu dizainu“, kuri pagerina stiprumą optimizuodama jų orientaciją. skaidulų.
Tokijo mokslo universiteto mokslininkai patvirtino anglies pluošto projektavimo metodą, kuris optimizuoja pluošto orientaciją ir storį, taip padidindamas pluoštu sustiprinto plastiko stiprumą ir gamindamas lengvesnį plastiką gamybos procese, padedantis gaminti lengvesnius lėktuvus ir automobilius.
Tačiau pluošto nukreipimo projektavimo metodas nėra be trūkumų.Pluošto kreiptuvo konstrukcija tik optimizuoja kryptį ir išlaiko fiksuotą pluošto storį, o tai trukdo visapusiškai išnaudoti CFRP mechanines savybes.Dr ryyosuke Matsuzaki iš Tokijo mokslo universiteto (TUS) paaiškina, kad jo tyrimai daugiausia dėmesio skiria kompozicinėms medžiagoms.
Šiame kontekste dr. Matsuzaki ir jo kolegos Yuto Mori ir Naoya kumekawa in tus pasiūlė naują projektavimo metodą, kuris vienu metu gali optimizuoti pluoštų orientaciją ir storį pagal jų padėtį kompozitinėje struktūroje.Tai leidžia jiems sumažinti CFRP svorį nepažeidžiant jo stiprumo.Jų rezultatai paskelbti žurnalo sudėtinėje struktūroje.
Jų metodas susideda iš trijų etapų: paruošimo, kartojimo ir modifikavimo.Paruošimo procese pirminė analizė atliekama naudojant baigtinių elementų metodą (FEM), siekiant nustatyti sluoksnių skaičių, o kokybinis svorio įvertinimas realizuojamas naudojant linijinio laminavimo modelio pluošto kreiptuvo dizainą ir storio kitimo modelį.Pluošto orientacija nustatoma pagal pagrindinio įtempio kryptį iteraciniu metodu, o storis apskaičiuojamas pagal didžiausių įtempių teoriją.Galiausiai modifikuokite procesą, kad pakeistumėte gamybos apskaitą, pirmiausia sukurkite etaloninę „bazinio pluošto pluošto“ sritį, kuriai reikia didesnio stiprumo, o tada nustatykite galutinę pluošto pluošto išdėstymo kryptį ir storį, jie paskleis paketą abiejose pluošto pusėse. nuoroda.
Tuo pačiu metu optimizuotas metodas gali sumažinti svorį daugiau nei 5%, o apkrovos perdavimo efektyvumas yra didesnis nei naudojant vien pluošto orientaciją.
Tyrėjai džiaugiasi šiais rezultatais ir tikisi panaudoti savo metodus, kad ateityje dar labiau sumažintų tradicinių CFRP dalių svorį.Dr. Matsuzaki sakė, kad mūsų projektavimo metodas yra platesnis nei tradicinis sudėtinis dizainas, kad būtų lengviau pagaminti lėktuvus ir automobilius, o tai padeda taupyti energiją ir sumažinti anglies dvideginio išmetimą.
Paskelbimo laikas: 2021-07-22