Täze optimizasiýa usuly has ýeňil uglerod süýümli kompozitleri dizaýn etmek üçin peýdalydyr

Uglerod ähli janly-jandarlaryň ýaşamagy üçin zerurdyr, sebäbi ähli organiki molekulalaryň esasyny, organiki molekulalar bolsa ähli janly-jandarlaryň esasyny düzýär.Uglerod süýüminiň ösmegi bilen munuň özi gaty täsirli bolsa-da, ýakynda howa giňişliginde, gurluşyk in engineeringenerçiliginde we beýleki ugurlarda geň galdyryjy täze goşundylary tapdy.Uglerod süýümi polatdan has güýçli, has kyn we ýeňil.Şonuň üçin uglerod süýümi uçar, ýaryş awtoulaglary we sport enjamlary ýaly ýokary öndürijilikli önümlerde poladyň ornuny tutdy.

Uglerod süýümleri adatça beýleki materiallar bilen birleşdirilip, kompozitler emele gelýär.Birleşdirilen materiallardan biri, dartyş güýji, berkligi we agram derejesine ýokary güýji bilen meşhur bolan uglerod süýümi bilen berkidilen plastmassa (CFRP).Kömürturşy süýümli kompozitleriň ýokary talaplary sebäpli gözlegçiler uglerod süýümli kompozitleriň güýjüni ýokarlandyrmak üçin birnäçe gözleg geçirdiler, köpüsi ugry optimizasiýa arkaly güýji ýokarlandyrýan “süýüme gönükdirilen dizaýn” atly ýörite tehnologiýa gönükdirilendir. süýümler.

Tokio ylym uniwersitetiniň gözlegçileri süýümiň ugruny we galyňlygyny optimallaşdyrýan uglerod süýümi dizaýn usulyny kabul etdiler, şeýlelik bilen süýümli berkidilen plastmassalaryň güýjüni ýokarlandyrar we önümçilik prosesinde has ýeňil plastmassalary öndürip, ýeňil uçarlar we awtoulaglar döretmäge kömek eder.

Şeýle-de bolsa, süýümi ugrukdyrmagyň dizaýn usuly kemçiliksiz däldir.Süýüm gollanma dizaýny diňe ugry optimizirleýär we süýümiň galyňlygyny durnukly saklaýar, bu CFRP-iň mehaniki häsiýetleriniň doly ulanylmagyna päsgelçilik döredýär.Tokio Ylym Uniwersitetinden (TUS) doktor ryýosuke Matsuzaki gözlegleriniň birleşdirilen materiallara gönükdirilendigini düşündirdi.

Bu nukdaýnazardan, doktor Matsuzaki we kärdeşleri utouto Mori we Naoya kumekawa, bir wagtyň özünde süýümleriň ugruny we galyňlygyny birleşdirilen gurluşdaky ýagdaýyna görä optimallaşdyryp biljek täze dizaýn usulyny teklip etdiler.Bu, güýçlerine täsir etmezden CFRP agramyny azaltmaga mümkinçilik berýär.Olaryň netijeleri theurnalyň birleşdirilen gurluşynda çap edildi.

Olaryň çemeleşmesi üç ädimden ybarat: taýýarlyk, gaýtalama we üýtgetmek.Taýýarlyk işinde başlangyç derňew gatlaklaryň sanyny kesgitlemek üçin çäkli element usuly (FEM) arkaly amala aşyrylýar we hil agramyna baha bermek çyzykly laminasiýa modeliniň süýüm gollanma dizaýny we galyňlygyň üýtgemegi modeliniň üsti bilen amala aşyrylýar.Süýümiň ugry, esasy stresiň ugry bilen kesgitlenýär we galyňlygy iň ýokary stres teoriýasy bilen hasaplanýar.Netijede, öndürijiligiň hasabyny üýtgetmek üçin prosesi üýtgediň, ilki bilen güýçlenmegi talap edýän “esasy süýüm bukjasy” meýdançasyny dörediň, soňra bolsa süýüm bukjasynyň soňky ugruny we galyňlygyny kesgitläň, bukjany iki gapdalynda ýaýradýarlar. salgylanma.

Şol bir wagtyň özünde, optimallaşdyrylan usul agramy 5% -den gowrak azaldyp biler we ýük geçiriş netijeliligini diňe süýüm ugruny ulanmakdan has ýokary edip biler.

Gözlegçiler bu netijelere begenýärler we geljekde adaty CFRP bölekleriniň agramyny hasam azaltmak üçin usullaryny ulanmaga sabyrsyzlyk bilen garaşýarlar.Doktor Matsuzaki, dizaýn çemeleşmämiziň energiýany tygşytlamaga we kömürturşy gazynyň zyňyndylaryny azaltmaga kömek edýän ýeňil uçarlar we awtoulaglar öndürmek üçin adaty birleşdirilen dizaýndan has ýokarydygyny aýtdy.


Iş wagty: Iýul-22-2021