Усули нави оптимизатсия барои тарҳрезии композитҳои сабуктари нахи карбон муфид аст

Карбон барои зинда мондани тамоми мавҷудоти зинда муҳим аст, зеро он асоси ҳама молекулаҳои органикиро ташкил медиҳад ва молекулаҳои органикӣ асоси тамоми мавҷудоти зиндаро ташкил медиҳанд.Гарчанде ки ин дар худ хеле таъсирбахш аст, бо рушди нахи карбон, он вақтҳои охир дар соҳаи аэрокосмос, муҳандисии шаҳрвандӣ ва дигар фанҳо барномаҳои нави аҷиб пайдо кард.Нахи карбон назар ба пӯлод қавӣ, сахттар ва сабуктар аст.Аз ин рӯ, нахи карбон пӯлодро дар маҳсулоти баландсифат ба монанди ҳавопаймо, мошинҳои пойга ва таҷҳизоти варзишӣ иваз кард.

Нахҳои карбон одатан бо дигар маводҳо якҷоя карда мешаванд, то композитҳоро ташкил кунанд.Яке аз масолеҳи таркибӣ пластикаи тақвиятёфтаи нахи карбон (CFRP) мебошад, ки бо қувваи кашиш, сахтӣ ва қувваи баланди таносуби вазн машҳур аст.Аз сабаби талаботи баланди композитҳои нахи карбон, муҳаққиқон барои беҳтар кардани қувваи композитҳои нахи карбон як қатор таҳқиқотҳо анҷом доданд, ки аксарияти онҳо ба технологияи махсус бо номи "тарроҳии нахи нигаронидашуда" нигаронида шудаанд, ки қувватро тавассути оптимизатсияи самти нахи карбон беҳтар мекунад. наххо.

Тадқиқотчиёни Донишгоҳи илмии Токио усули тарҳрезии нахи карбонро қабул карданд, ки самт ва ғафсии нахро оптимизатсия мекунад ва ба ин васила қувваи пластмассаҳои бо нах тақвиятёфтаро афзоиш медиҳад ва дар раванди истеҳсол пластмассаҳои сабуктар тавлид мекунад ва дар сохтани ҳавопаймоҳо ва мошинҳои сабуктар мусоидат мекунад.

Бо вучуди ин усули конструк-цияи рохбарии нах аз камбудихо холй нест.Тарҳрезии дастури нах танҳо самтро оптимизатсия мекунад ва ғафсии нахро собит нигоҳ медорад, ки ба истифодаи пурраи хосиятҳои механикии CFRP халал мерасонад.Доктор Рийосуке Мацузаки аз Донишгоҳи илмии Токио (TUS) мефаҳмонад, ки тадқиқоти ӯ ба маводҳои таркибӣ тамаркуз мекунад.

Дар ин замина, доктор Мацузаки ва ҳамкорони ӯ Юто Мори ва Наоя Кумекава дар Тус усули нави тарҳрезиро пешниҳод карданд, ки метавонад ҳамзамон самт ва ғафсии нахҳоро мувофиқи мавқеи онҳо дар сохтори таркибӣ оптимизатсия кунад.Ин ба онҳо имкон медиҳад, ки вазни CFRPро бидуни таъсир ба қувваи он кам кунанд.Натиҷаҳои онҳо дар маҷаллаи таркибии сохтор нашр карда мешаванд.

Равиши онҳо аз се марҳила иборат аст: омодагӣ, такрор ва тағирот.Дар раванди омодагӣ, таҳлили ибтидоӣ бо истифода аз усули унсурҳои ниҳоӣ (FEM) барои муайян кардани шумораи қабатҳо ва арзёбии сифатии вазн тавассути тарҳрезии дастури нахи модели ламинатсияи хатӣ ва модели тағирёбии ғафсӣ амалӣ карда мешавад.Самти нах аз рӯи самти фишори асосӣ бо усули такрорӣ муайян карда мешавад ва ғафсӣ бо назарияи максималии фишор ҳисоб карда мешавад.Ниҳоят, равандро барои тағир додани баҳисобгирии истеҳсолот тағир диҳед, аввал як минтақаи истинод ба "бастаи нахи асоси" -ро эҷод кунед, ки қувваи зиёдро талаб мекунад ва сипас самти ниҳоӣ ва ғафсии бастаи нахи тартибро муайян кунед, онҳо бастаро дар ҳарду ҷониб паҳн мекунанд. истинод.

Ҳамзамон, усули оптимизатсияшуда метавонад вазнро беш аз 5% кам кунад ва самаранокии интиқоли сарборро аз истифодаи танҳо самти нах баландтар кунад.

Муҳаққиқон аз ин натиҷаҳо ба ҳаяҷон омадаанд ва интизоранд, ки усулҳои худро барои коҳиш додани вазни қисмҳои анъанавии CFRP дар оянда истифода баранд.Доктор Мацузаки гуфт, ки равиши тарҳрезии мо аз тарҳи анъанавии таркибӣ барои сохтани ҳавопаймоҳо ва мошинҳои сабуктар мегузарад, ки ба сарфаи нерӯи барқ ​​​​ва коҳиш додани партовҳои гази карбон мусоидат мекунад.


Вақти фиристодан: июл-22-2021