Karbon penting kanggo kaslametane kabeh makhluk urip, amarga dadi basis kabeh molekul organik, lan molekul organik dadi basis kabeh makhluk urip.Sanajan iki dhewe cukup nyengsemaken, kanthi pangembangan serat karbon, bubar nemokake aplikasi anyar sing nggumunake ing aerospace, teknik sipil lan disiplin liyane.Serat karbon luwih kuwat, luwih angel lan luwih entheng tinimbang baja.Mula, serat karbon wis ngganti baja ing produk kinerja dhuwur kayata pesawat, mobil balap lan peralatan olahraga.
Serat karbon biasane digabung karo bahan liyane kanggo mbentuk komposit.Salah sawijining bahan komposit yaiku plastik sing diperkuat serat karbon (CFRP), sing misuwur amarga kekuatan tarik, kekerasan lan rasio bobot dhuwur.Amarga syarat dhuwur saka komposit serat karbon, peneliti wis digawa metu sawetara pasinaon kanggo nambah kekuatan saka komposit serat karbon, paling kang fokus ing teknologi khusus disebut "serat oriented desain", kang mbenakake kekuatan kanthi ngoptimalake orientasi saka serat.
Peneliti ing Universitas ilmu Tokyo wis nggunakake cara desain serat karbon sing ngoptimalake orientasi lan kekandelan serat, saéngga nambah kekuatan saka plastik serat-dikiataken lan prodhuksi plastik korek ing proses Manufaktur, bantuan kanggo nggawe pesawat luwih entheng lan mobil.
Nanging, cara desain tuntunan serat ora tanpa kekurangan.Desain pandhuan serat mung ngoptimalake arah lan njaga kekandelan serat tetep, sing ngalangi panggunaan sifat mekanik CFRP kanthi lengkap.Dr ryyosuke Matsuzaki saka Tokyo University of Science (TUS) nerangake manawa riset kasebut fokus ing bahan komposit.
Ing konteks iki, Dr. Matsuzaki lan kanca-kancane Yuto Mori lan Naoya kumekawa ing tus ngajokaken cara desain anyar, kang bisa bebarengan ngoptimalake orientasi lan kekandelan serat miturut posisi ing struktur gabungan.Iki ngidini kanggo ngurangi bobot saka CFRP tanpa mengaruhi kekuatan sawijining.Asil kasebut diterbitake ing struktur komposit jurnal.
Pendekatan kasebut kalebu telung langkah: persiapan, pengulangan, lan modifikasi.Ing proses persiapan, analisis awal ditindakake kanthi nggunakake metode unsur terhingga (FEM) kanggo nemtokake jumlah lapisan, lan evaluasi bobot kualitatif diwujudake liwat desain guide serat model laminasi linier lan model owah-owahan ketebalan.Orientasi serat ditemtokake dening arah stres utama kanthi metode iteratif, lan ketebalan diitung kanthi teori stres maksimum.Akhire, ngowahi proses kanggo ngowahi accounting kanggo manufacturability, pisanan nggawe referensi "serat mbendel basa" area sing mbutuhake tambah kekuatan, lan banjur nemtokake arah final lan kekandelan saka mbendel serat noto, padha propagate paket ing loro-lorone saka referensi.
Ing wektu sing padha, cara sing dioptimalake bisa nyuda bobot luwih saka 5%, lan nggawe efisiensi transfer beban luwih dhuwur tinimbang nggunakake orientasi serat.
Peneliti bungah karo asil kasebut lan ngarepake nggunakake metode kasebut kanggo nyuda bobot bagean CFRP tradisional ing mangsa ngarep.Dr. Matsuzaki ujar manawa pendekatan desain kita ngluwihi desain komposit tradisional kanggo nggawe pesawat lan mobil sing luwih entheng, sing mbantu ngirit energi lan nyuda emisi karbon dioksida.
Wektu kirim: Jul-22-2021