Il-karbonju huwa essenzjali għas-sopravivenza tal-ħlejjaq kollha ħajjin, minħabba li jifforma l-bażi tal-molekuli organiċi kollha, u l-molekuli organiċi jiffurmaw il-bażi tal-affarijiet ħajjin kollha.Għalkemm dan fih innifsu huwa pjuttost impressjonanti, bl-iżvilupp tal-fibra tal-karbonju, dan l-aħħar sab applikazzjonijiet ġodda sorprendenti fl-ajruspazju, inġinerija ċivili u dixxiplini oħra.Il-fibra tal-karbonju hija aktar b'saħħitha, iebsa u eħfef mill-azzar.Għalhekk, il-fibra tal-karbonju issostitwiet l-azzar fi prodotti ta 'prestazzjoni għolja bħal inġenji tal-ajru, karozzi tat-tlielaq u tagħmir sportiv.
Il-fibri tal-karbonju huma ġeneralment magħquda ma 'materjali oħra biex jiffurmaw komposti.Wieħed mill-materjali komposti huwa l-plastik rinforzat bil-fibra tal-karbonju (CFRP), li huwa famuż għas-saħħa tat-tensjoni, l-ebusija u l-proporzjon għoli ta 'saħħa għall-piż.Minħabba r-rekwiżiti għoljin tal-komposti tal-fibra tal-karbonju, ir-riċerkaturi wettqu diversi studji biex itejbu s-saħħa tal-komposti tal-fibra tal-karbonju, li ħafna minnhom huma ffukati fuq teknoloġija speċjali msejħa "disinn orjentat lejn il-fibra", li ttejjeb is-saħħa billi tottimizza l-orjentazzjoni ta ' fibri.
Riċerkaturi fl-Università tax-xjenza ta 'Tokjo adottaw metodu ta' disinn tal-fibra tal-karbonju li jottimizza l-orjentazzjoni u l-ħxuna tal-fibra, u b'hekk isaħħu s-saħħa tal-plastiks rinfurzati bil-fibra u jipproduċu plastiks eħfef fil-proċess tal-manifattura, u jgħin biex isiru ajruplani u karozzi eħfef.
Madankollu, il-metodu tad-disinn tal-gwida tal-fibra mhuwiex mingħajr nuqqasijiet.Id-disinn tal-gwida tal-fibra jottimizza biss id-direzzjoni u jżomm il-ħxuna tal-fibra fissa, li tfixkel l-utilizzazzjoni sħiħa tal-proprjetajiet mekkaniċi tas-CFRP.Dr ryyosuke Matsuzaki ta 'Tokyo University of Science (TUS) jispjega li r-riċerka tiegħu tiffoka fuq materjali komposti.
F'dan il-kuntest, Dr Matsuzaki u l-kollegi tiegħu Yuto Mori u Naoya kumekawa in tus ipproponew metodu ta 'disinn ġdid, li jista' simultanjament jottimizza l-orjentazzjoni u l-ħxuna tal-fibri skont il-pożizzjoni tagħhom fl-istruttura komposta.Dan jippermettilhom inaqqsu l-piż tas-CFRP mingħajr ma jaffettwaw is-saħħa tiegħu.Ir-riżultati tagħhom huma ppubblikati fl-istruttura komposta tal-ġurnal.
L-approċċ tagħhom jikkonsisti fi tliet passi: preparazzjoni, iterazzjoni u modifika.Fil-proċess ta 'preparazzjoni, l-analiżi inizjali titwettaq bl-użu tal-metodu tal-element finit (FEM) biex jiddetermina n-numru ta' saffi, u l-evalwazzjoni kwalitattiva tal-piż hija realizzata permezz tad-disinn tal-gwida tal-fibra tal-mudell lineari tal-laminazzjoni u l-mudell tal-bidla tal-ħxuna.L-orjentazzjoni tal-fibra hija ddeterminata mid-direzzjoni tal-istress prinċipali bil-metodu iterattiv, u l-ħxuna hija kkalkulata mit-teorija tal-istress massimu.Fl-aħħarnett, immodifika l-proċess biex timmodifika l-kontabilità għall-manifattura, l-ewwel oħloq żona ta 'referenza "mazz tal-fibra bażi" li teħtieġ saħħa miżjuda, u mbagħad tiddetermina d-direzzjoni finali u l-ħxuna tal-gozz tal-fibra tal-arranġament, huma jxerrdu l-pakkett fuq iż-żewġ naħat tal- referenza.
Fl-istess ħin, il-metodu ottimizzat jista 'jnaqqas il-piż b'aktar minn 5%, u jagħmel l-effiċjenza tat-trasferiment tat-tagħbija ogħla milli tuża l-orjentazzjoni tal-fibra waħedha.
Ir-riċerkaturi huma eċċitati b'dawn ir-riżultati u ħerqana li jużaw il-metodi tagħhom biex inaqqsu aktar il-piż tal-partijiet CFRP tradizzjonali fil-futur.Dr Matsuzaki qal li l-approċċ tad-disinn tagħna jmur lil hinn mid-disinn kompost tradizzjonali biex jagħmel ajruplani u karozzi eħfef, li jgħin biex tiffranka l-enerġija u tnaqqas l-emissjonijiet tad-dijossidu tal-karbonju.
Ħin tal-post: Lulju-22-2021