Kuelestoff ass essentiell fir d'Iwwerliewe vun all Liewewiesen, well et d'Basis vun all organesche Moleküle bildt, an organesch Moleküle bilden d'Basis vun all Liewewiesen.Och wann dëst u sech ganz beandrockend ass, mat der Entwécklung vu Kuelestofffaser, huet et viru kuerzem iwwerraschend nei Uwendungen an der Raumfaart, Déifbau an aner Disziplinnen fonnt.Kuelestofffaser ass méi staark, méi haart a méi hell wéi Stol.Dofir huet Kuelestofffaser Stahl an héich performant Produkter wéi Fligeren, Rennautoen a Sportausrüstung ersat.
Kuelestofffaser ginn normalerweis mat anere Materialien kombinéiert fir Kompositen ze bilden.Ee vun de Kompositmaterialien ass Kuelestofffaserverstäerkte Plastik (CFRP), déi berühmt ass fir seng Spannkraaft, Steifheit an héich Kraaft a Gewiichtsverhältnis.Wéinst den héijen Ufuerderunge vu Kuelestofffaserkompositen hunn d'Fuerscher verschidde Studien duerchgefouert fir d'Kraaft vu Kuelestofffaserkompositen ze verbesseren, déi meescht vun deenen op eng speziell Technologie konzentréiert sinn, genannt "Faserorientéierter Design", déi d'Kraaft verbessert andeems d'Orientéierung vun der Orientéierung optiméiert gëtt. Faseren.
D'Fuerscher vun der Tokyo University of Science hunn eng Kuelestofffaser-Designmethod ugeholl, déi d'Orientéierung an d'Dicke vun der Faser optiméiert, doduerch d'Kraaft vu Glasfaser-verstäerkte Plastik verbessert a méi liicht Plastik am Fabrikatiounsprozess produzéiert, hëlleft méi liicht Fligeren an Autoen ze maachen.
Wéi och ëmmer, d'Designmethod vun der Faserleitung ass net ouni Mängel.De Faserguide-Design optiméiert nëmmen d'Richtung an hält d'Faserdicke fixéiert, wat d'voll Notzung vun de mechanesche Eegeschafte vum CFRP behënnert.Dr ryyosuke Matsuzaki vun der Tokyo University of Science (TUS) erkläert datt seng Fuerschung sech op Kompositmaterialien konzentréiert.
An dësem Kontext hunn den Dr Matsuzaki a seng Kollegen Yuto Mori an Naoya kumekawa in tus eng nei Designmethod proposéiert, déi gläichzäiteg d'Orientéierung an d'Dicke vun de Faseren no hirer Positioun an der Kompositstruktur optiméiere kann.Dëst erlaabt hinnen d'Gewiicht vum CFRP ze reduzéieren ouni seng Kraaft ze beaflossen.Hir Resultater sinn am Journal Komposit Struktur publizéiert.
Hir Approche besteet aus dräi Schrëtt: Virbereedung, Iteratioun a Modifikatioun.Am Virbereedungsprozess gëtt d'initial Analyse duerch d'finite Element Method (FEM) duerchgefouert fir d'Zuel vun de Schichten ze bestëmmen, an d'qualitativ Gewiichtsbewäertung gëtt duerch de Faserguide Design vum linearem Laminéierungsmodell a Dicke Verännerungsmodell realiséiert.D'Faserorientéierung gëtt duerch d'Richtung vum Haaptspannung duerch d'iterativ Method bestëmmt, an d'Dicke gëtt vun der maximaler Stresstheorie berechent.Endlech, ännert de Prozess fir d'Berechnung fir d'Fabrikatioun ze änneren, erstellt als éischt e Referenz "Basisfaserbündel" Beräich dat erfuerdert Kraaft erfuerdert, an dann d'Finale Richtung an d'Dicke vum Arrangementsfaserbündel bestëmmen, si propagéieren de Package op béide Säiten vum Referenz.
Zur selwechter Zäit kann déi optimiséiert Method d'Gewiicht ëm méi wéi 5% reduzéieren an d'Laaschttransfereffizienz méi héich maachen wéi d'Faserorientéierung eleng benotzt.
Fuerscher si begeeschtert vun dëse Resultater a freeën sech op hir Methoden ze benotzen fir d'Gewiicht vun traditionelle CFRP Deeler an Zukunft weider ze reduzéieren.Dr.
Post Zäit: Jul-22-2021