Көмүртек бардык тирүү жандыктардын жашоосу үчүн өтө зарыл, анткени ал бардык органикалык молекулалардын, ал эми органикалык молекулалар бардык тирүү жандыктардын негизин түзөт.Бул өзү абдан таасирдүү болсо да, көмүртек буласынын өнүгүшү менен жакында аэрокосмостук, жарандык инженерияда жана башка дисциплиналарда таң калыштуу жаңы колдонмолорду тапты.Көмүртек буласы болоттон күчтүү, катуу жана жеңил.Ошондуктан, көмүртек буласы учактар, жарыш машиналары жана спорттук шаймандар сыяктуу жогорку өндүрүмдүүлүктөгү болоттун ордуна келди.
Көмүртек булалары, адатта, композиттерди түзүү үчүн башка материалдар менен бириктирилет.Композиттик материалдардын бири - бул көмүртектүү арматураланган пластмассалар (CFRP), ал чыңалууга, катуулугуна жана салмагына карата жогорку күчкө ээ.Көмүртек буласынын композиттерине болгон жогорку талаптардан улам, изилдөөчүлөр көмүртектүү була композиттеринин бекемдигин жогорулатуу үчүн бир нече изилдөөлөрдү жүргүзүштү, алардын көпчүлүгү "була багытталган дизайн" деп аталган атайын технологияга багытталган, ал багытты оптималдаштыруу аркылуу күчтү жакшыртат. жипчелер.
Токио илим университетинин изилдөөчүлөрү буланын багытын жана калыңдыгын оптималдаштырган, ошону менен була менен бекемделген пластмассалардын күчүн арттырган жана өндүрүш процессинде жеңилирээк пластмассаларды чыгарган, жеңил учактарды жана унааларды жасоого жардам берген көмүртек буласынын дизайн ыкмасын кабыл алышты.
Бирок, була жетектөөнүн долбоорлоо ыкмасы кемчиликтери жок эмес.Була жетектөөчү дизайн багытты гана оптималдаштырат жана була калыңдыгын туруктуу кармап турат, бул CFRPдин механикалык касиеттерин толук пайдаланууга тоскоолдук кылат.Токио Илим Университетинин (TUS) доктору Риосуке Мацузаки анын изилдөөлөрү композиттик материалдарга багытталганын түшүндүрөт.
Бул контекстте, доктор Мацузаки жана анын кесиптештери Юто Мори жана Наойя кумекава тустеги жаңы дизайн ыкмасын сунушташты, ал бир эле учурда композиттик структурадагы абалына жараша жипчелердин багытын жана калыңдыгын оптималдаштыра алат.Бул аларга CFRP салмагын анын күчүнө таасир этпестен азайтууга мүмкүндүк берет.Алардын натыйжалары журналдын курама структурасында жарыяланган.
Алардын мамилеси үч этаптан турат: даярдоо, кайталоо жана өзгөртүү.Даярдоо процессинде катмарлардын санын аныктоо үчүн акыркы элементтер ыкмасын (FEM) колдонуу менен баштапкы талдоо жүргүзүлөт, ал эми сапаттык салмакты баалоо сызыктуу ламинация моделинин була жетектөөчү дизайны жана калыңдыгын өзгөртүү модели аркылуу ишке ашырылат.Була багыты итеративдик ыкма менен негизги чыңалуу багыты менен аныкталат, ал эми калыңдыгы максималдуу чыңалуу теориясы менен эсептелет.Акыр-аягы, өндүрүш жөндөмдүүлүгүн эсепке алууну өзгөртүү үчүн процессти өзгөртүңүз, алгач күчтү жогорулатууну талап кылган шилтеме "базалык була байламтасы" аймагын түзүңүз, андан кийин була байламтасынын акыркы багытын жана калыңдыгын аныктаңыз, алар пакетти эки тарапка таратышат. шилтеме.
Ошол эле учурда, оптималдаштырылган ыкма салмагын 5% дан ашык азайтат жана була багытын колдонууга караганда жүктү өткөрүп берүүнүн натыйжалуулугун жогорулата алат.
Изилдөөчүлөр бул натыйжаларга кубанып, келечекте салттуу CFRP бөлүктөрүнүн салмагын азайтуу үчүн алардын ыкмаларын колдонууну чыдамсыздык менен күтүшөт.Доктор Мацузаки биздин дизайнга болгон мамилебиз жеңил учактарды жана автоунааларды жасоо үчүн салттуу композиттик дизайндын чегинен чыгып, энергияны үнөмдөөгө жана көмүр кычкыл газынын эмиссиясын азайтууга жардам берерин айтты.
Посттун убактысы: 22-июль-2021