قماش منسوج من ألياف الكربون: كيف يدفع اتجاه الألياف الأداء المركب

في دورة التحميل الخامسة، تصدع ذراع الطائرة بدون طيار المصنوع من قماش ألياف الكربون 3K العادي عند فتحة المزلاج، وتبع خط الكسر اللحمة تمامًا. تم توجيه كل طبقة بزاوية 0 درجة إلى محور الذراع، لكن حمل الخدمة وصل إلى ما يقرب من 90 درجة إلى الألياف. وهذا عدم التطابق، وليس المادة، هو الذي تسبب في الفشل. يحمل القماش المنسوج من ألياف الكربون القوة فقط حيث تشير أليافه، لذلك يحدد اتجاه الألياف الصلابة والمتانة وحتى وضع الفشل قبل قطع الطبقة الأولى. ترى شركة Jiangyin Dongli New Materials Technology Co., Ltd. (DLCARBON) هذا النمط في مصنعها يوميًا: تشتري الفرق قماشًا ممتازًا ثم تقوم بإضعافه بتسلسل تجميع سيئ التخطيط.

ماذا يعني اتجاه الألياف في القماش المنسوج من ألياف الكربون

اتجاه الألياف هو الزاوية بين اتجاه الحمل المطبق ومحور ألياف التسليح، وفي القماش المنسوج يتم تثبيت هذه الزاوية بواسطة النول قبل قطع القماش.

تحتوي كل لفة من القماش المنسوج من ألياف الكربون على نظامين متعامدين من الألياف: السداة التي تمتد على طول اللفة عند 0 درجة واللحمة التي تعبرها عند 90 درجة. قم بتدوير طبقة وستقوم بتدوير كلا الاتجاهين معًا، وهذا هو السبب في أن النسيج العادي المتوازن يتصرف بشكل متناظر حول محوري النسج، ولكن فقط حول هذين المحورين. الحمل الذي يصل إلى 45 درجة يرى مادة مختلفة تمامًا.

التوجهات المرجعية الثلاثة: 0 درجة، 90 درجة، و45 درجة الانحياز

يمكن تخطيط أي رمية حول ثلاثة اتجاهات مرجعية، 0 درجة، و90 درجة، و45 درجة، ويتحكم كل منها في استجابة ميكانيكية مختلفة.

طبقة 0 درجة توفر الصلابة المحورية وقوة الشد؛ تصل صفيحة الكربون/الإيبوكسي ذات المعامل القياسي إلى ما يقرب من 135 جيجا باسكال من المعامل على طول الألياف. توفر الطبقة التي تبلغ 90 درجة سلامة عرضية وتمنع تشقق الحواف، لكن معاملها ينخفض ​​إلى حوالي 10 جيجا باسكال لأن مصفوفة الراتينج تحمل الحمل. تتعامل الطيات المتحيزة بزاوية 45 درجة مع القص والالتواء داخل المستوى عند حوالي 5 جيجا باسكال من معامل القص، وهي تهيمن على كيفية امتصاص الجزء لطاقة التأثير.

القماش المنسوج مقابل الشريط أحادي الاتجاه: حيث يتم اتخاذ قرار التوجيه

يوفر القماش المنسوج اتجاهًا ثابتًا بنسبة 0/90 في كل طبقة؛ يوفر الشريط أحادي الاتجاه محورًا ليفيًا واحدًا لكل طبقة، لذلك مع الشريط، ينتقل قرار التوجيه من النول إلى طاولة التراص.

وبالتالي فإن التنسيقين يتصرفان بشكل مختلف. القماش المنسوج متسامح مع القوالب المنحنية ولا يتناثر، لكن التجعيد عند كل معبر سحب يقلل من الصلابة والقوة بنسبة 10 إلى 15 بالمائة مقابل مادة مكافئة أحادية الاتجاه. يصل الشريط أحادي الاتجاه إلى أعلى أداء في اتجاه واحد، بالقرب من 2200 ميجا باسكال من قوة الشد في صفيحة ذات معامل قياسي جيدة الصنع، بسعر قوة عرضية أقل بنحو خمسين مرة.

يوضح الرسم البياني سبب أهمية تفاوتات الاتجاه: قم بتدوير الحمل بمقدار 15 درجة فقط بعيدًا عن محور الألياف وستنخفض صلابة الصفيحة بمقدار الثلث تقريبًا. تعمل الطبقة المنسوجة على تخفيف هذه القطرة فقط لأنها تحتوي على ألياف في اتجاهين في وقت واحد. من الناحية العملية، يعود الاختيار إلى ما ترغب في التحكم فيه:

نسيج معزز بألياف الكربون أحادي الاتجاه عالي المرونة يوفر نسيج UD أحادي الاتجاه هذا خيار تعزيز مرن للغاية يتوافق مع الأسطح المعقدة، مما يجعله مناسبًا تمامًا لأعمال الإصلاح الهيكلي التي تمت مناقشتها هنا على الرغم من تموج الألياف الناجم عن النسيج. عرض المنتج →

يتغير نمط النسج إلى أي مدى تبقى الألياف على المحور

يحدد نمط النسج مدى ثبات الألياف في اتجاهها الاسمي أثناء المعالجة والقولبة، لأن التجعيد يتغير بشكل حاد من نسج إلى نسج.

• نسج عادي: الحد الأقصى من التجعيد عند كل تقاطع؛ مستقرة الأبعاد ولكنها صلبة للثني فوق المنحنيات المركبة.
• نسج التويل: ما يقرب من نصف تجعيد العادي؛ ينزلق فوق المنحنيات ويحافظ على محاذاة القطرات تحت الضغط.
• نسج الساتان: أطول العوامات وأقل تجعيدًا؛ أفضل سلوك متوافق مع الشكل، ولكن السحب السطحي يتغير بسهولة أكبر أثناء المناولة.

بالنسبة للجزء الهيكلي المحمل في اتجاه واحد معروف، اختر النسيج للتحكم في التجعيد، وليس لمستحضرات التجميل. نسيج قطني طويل وساتان يحافظان على قطر 0 درجة و90 درجة أكثر استقامة وأقرب إلى اتجاههما المرسوم؛ يفوز النسيج العادي عندما تكون اللوحة مسطحة، وتكون الأحمال معتدلة، ويكون استقرار السطح أكثر أهمية من دقة الزاوية.

يتم تغطية الاختلافات في قابلية السحب وجودة الأجزاء في أعمالنا تحليل مقايضات اختيار النسج بين عادي، ونسيج قطني طويل، والساتان .

بالنسبة للنماذج الأولية والألواح التجميلية، فإن النسج العادي 1K أو 3K بكثافة 200 جم/م2 هو نقطة البداية النموذجية.

نسيج من ألياف الكربون منسوج عادي بأحجام 1K و3K و12K بالاقتران مع ما ذكر سابقًا عن نسج عادي 1K أو 3K بمعدل 200 جم/م2، يغطي هذا المنتج أحجام سحب متعددة ويعتبر نقطة بداية عملية للنماذج الأولية والألواح التجميلية. عرض المنتج →

بالنسبة للأدوات الكاشطة أو ذات درجة الحرارة العالية، فإن نسيج قطني طويل من نفس عدد السحب يوفر توافقًا أفضل وسطحًا أكثر صلابة.

نسيج قطني طويل من ألياف الكربون المقاومة للتآكل ودرجات الحرارة العالية بالنسبة للأدوات الكاشطة أو ذات درجة الحرارة العالية، يوفر نسيج التويل هذا توافقًا أفضل وسطحًا أكثر صلابة، ويتماشى مع الفقرة التي قبلها ويدعم عمليات الرمي متعددة الاتجاهات. عرض المنتج →

قواعد عملية لرمي الكرة من أرضية مصنع مركبة

لا تقم أبدًا ببناء جزء هيكلي ذو اتجاه ألياف واحد؛ استخدم اتجاهين مرجعيين على الأقل، ومن الأفضل استخدام ثلاثة اتجاهات مرجعية.

ينطبق التسلسل أدناه على اللوحات والأذرع والمبيتات والمكونات الرياضية، وهو نفس المنطق الذي يطبقه فريقنا الهندسي قبل عرض أسعار القماش المنسوج لجزء العميل.

عند الشراء، حدد النسيج والوزن المساحي وعدد السحب وعرض اللفة واتجاه الالتواء المحدد. يمكن للمورد الذي يقوم بالنسيج والتجهيز المسبق والقولبة تحت سقف واحد، مثل منشأة Jiangyin التابعة لشركة DLCARBON بمساحة 32000 متر مربع و10 خطوط إنتاج، أن يحتفظ بهذه المواصفات قبل النهاية قم بمراجعة مجموعة الأقمشة المنسوجة بالكامل من ألياف الكربون .

الأسئلة المتداولة

هل يتغير اتجاه الألياف في كيفية فشل جزء من ألياف الكربون المنسوجة؟

نعم. تفشل الصفائح التي تهيمن عليها درجة 0 بسبب كسر الألياف على طول مسار التحميل؛ تفشل الصفائح التي يهيمن عليها 45 درجة في القص من خلال الراتنج عند ضغط أقل بكثير. يحدد الاتجاه مستوى القوة ونمط الفشل.

هل يمكن لطبقة واحدة من القماش المنسوج أن تتحمل الأحمال من كل اتجاه؟

لا، طبقة منسوجة واحدة تحمل الأحمال في اتجاهي السداة واللحمة فقط. تؤثر الأحمال عند 45 درجة على الراتينج، لذلك هناك حاجة إلى ثلاث طبقات مدورة أو أكثر للتعامل مع السلوك المستقل عن الاتجاه.

لماذا يكون الشريط أحادي الاتجاه أكثر صلابة من القماش المنسوج بنفس حجم الألياف؟

تجعيد. تتموج السحب عند كل تقاطع وتستقيم قليلاً تحت الحمل، لذلك لا تتشارك الألياف في الضغط بشكل كامل. وهذا يكلف 10 إلى 15 بالمائة من الصلابة مقارنة بالألياف المتوازية المستقيمة في شكل شريط.

ما الذي يجب أن أحدده عند طلب قماش منسوج من ألياف الكربون؟

حدد نمط النسج، والوزن المساحي مثل 200 جم/م2 في 3K، وعدد السحب، وعرض اللفة، وعلامات اتجاه الالتواء، وتأكد من أن المورد يمكنه الاحتفاظ بهذه المعلمات بشكل متسق عبر الدُفعات.