புதிய தேர்வுமுறை முறை இலகுவான கார்பன் ஃபைபர் கலவைகளை வடிவமைக்க உதவுகிறது

அனைத்து உயிரினங்களின் உயிர்வாழ்விற்கும் கார்பன் இன்றியமையாதது, ஏனெனில் இது அனைத்து கரிம மூலக்கூறுகளுக்கும் அடிப்படையாக அமைகிறது, மேலும் கரிம மூலக்கூறுகள் அனைத்து உயிரினங்களுக்கும் அடிப்படையாக அமைகின்றன.இதுவே மிகவும் சுவாரஸ்யமாக இருந்தாலும், கார்பன் ஃபைபரின் வளர்ச்சியுடன், விண்வெளி, சிவில் இன்ஜினியரிங் மற்றும் பிற துறைகளில் இது சமீபத்தில் வியக்கத்தக்க புதிய பயன்பாடுகளைக் கண்டறிந்துள்ளது.கார்பன் ஃபைபர் எஃகு விட வலிமையானது, கடினமானது மற்றும் இலகுவானது.எனவே, கார்பன் ஃபைபர் விமானம், பந்தய கார்கள் மற்றும் விளையாட்டு உபகரணங்கள் போன்ற உயர் செயல்திறன் தயாரிப்புகளில் எஃகுக்கு பதிலாக மாற்றப்பட்டுள்ளது.

கார்பன் இழைகள் பொதுவாக மற்ற பொருட்களுடன் இணைந்து கலவைகளை உருவாக்குகின்றன.கலப்புப் பொருட்களில் ஒன்று கார்பன் ஃபைபர் வலுவூட்டப்பட்ட பிளாஸ்டிக் (CFRP) ஆகும், இது இழுவிசை வலிமை, விறைப்பு மற்றும் எடை விகிதத்திற்கு அதிக வலிமை ஆகியவற்றிற்கு பிரபலமானது.கார்பன் ஃபைபர் கலவைகளின் அதிக தேவைகள் காரணமாக, கார்பன் ஃபைபர் கலவைகளின் வலிமையை மேம்படுத்த ஆராய்ச்சியாளர்கள் பல ஆய்வுகளை மேற்கொண்டுள்ளனர், அவற்றில் பெரும்பாலானவை "ஃபைபர் சார்ந்த வடிவமைப்பு" என்ற சிறப்பு தொழில்நுட்பத்தில் கவனம் செலுத்துகின்றன, இது நோக்குநிலையை மேம்படுத்துவதன் மூலம் வலிமையை மேம்படுத்துகிறது. இழைகள்.

டோக்கியோ அறிவியல் பல்கலைக்கழக ஆராய்ச்சியாளர்கள் கார்பன் ஃபைபர் வடிவமைப்பு முறையைப் பின்பற்றியுள்ளனர், இது ஃபைபரின் நோக்குநிலை மற்றும் தடிமன் ஆகியவற்றை மேம்படுத்துகிறது, இதன் மூலம் ஃபைபர்-வலுவூட்டப்பட்ட பிளாஸ்டிக்கின் வலிமையை அதிகரிக்கிறது மற்றும் உற்பத்தி செயல்பாட்டில் இலகுவான பிளாஸ்டிக்கை உற்பத்தி செய்கிறது, இது இலகுவான விமானங்கள் மற்றும் கார்களை உருவாக்க உதவுகிறது.

இருப்பினும், ஃபைபர் வழிகாட்டுதலின் வடிவமைப்பு முறை குறைபாடுகள் இல்லாமல் இல்லை.ஃபைபர் வழிகாட்டி வடிவமைப்பு திசையை மட்டுமே மேம்படுத்துகிறது மற்றும் ஃபைபர் தடிமன் நிலையானதாக இருக்கும், இது CFRP இன் இயந்திர பண்புகளை முழுமையாகப் பயன்படுத்துவதைத் தடுக்கிறது.டோக்கியோ அறிவியல் பல்கலைக்கழகத்தின் (TUS) டாக்டர் ரையோசுகே மாட்சுசாகி தனது ஆராய்ச்சி கலவைப் பொருட்களில் கவனம் செலுத்துகிறது என்று விளக்குகிறார்.

இந்த சூழலில், டாக்டர் மாட்சுசாகி மற்றும் அவரது சகாக்கள் யூடோ மோரி மற்றும் நயோயா குமேகாவா ஆகியோர் ஒரு புதிய வடிவமைப்பு முறையை முன்மொழிந்தனர், இது ஒரே நேரத்தில் இழைகளின் நோக்குநிலை மற்றும் தடிமன் ஆகியவற்றை கூட்டு அமைப்பில் அவற்றின் நிலைக்கு ஏற்ப மேம்படுத்த முடியும்.இது CFRP இன் எடையை அதன் வலிமையை பாதிக்காமல் குறைக்க அனுமதிக்கிறது.அவற்றின் முடிவுகள் ஜர்னல் கலப்பு கட்டமைப்பில் வெளியிடப்பட்டுள்ளன.

அவர்களின் அணுகுமுறை மூன்று படிகளைக் கொண்டுள்ளது: தயாரிப்பு, மறு செய்கை மற்றும் மாற்றம்.தயாரிப்பு செயல்பாட்டில், அடுக்குகளின் எண்ணிக்கையைத் தீர்மானிக்க வரையறுக்கப்பட்ட உறுப்பு முறை (FEM) மூலம் ஆரம்ப பகுப்பாய்வு மேற்கொள்ளப்படுகிறது, மேலும் தரமான எடை மதிப்பீடு நேரியல் லேமினேஷன் மாதிரி மற்றும் தடிமன் மாற்ற மாதிரியின் ஃபைபர் வழிகாட்டி வடிவமைப்பு மூலம் உணரப்படுகிறது.ஃபைபர் நோக்குநிலையானது முதன்மை அழுத்தத்தின் திசையில் மறுசெயல் முறை மூலம் தீர்மானிக்கப்படுகிறது, மேலும் தடிமன் அதிகபட்ச அழுத்தக் கோட்பாட்டின் மூலம் கணக்கிடப்படுகிறது.இறுதியாக, உற்பத்தித்திறனுக்கான கணக்கீட்டை மாற்றியமைப்பதற்கான செயல்முறையை மாற்றவும், முதலில் "அடிப்படை ஃபைபர் மூட்டை" பகுதியை உருவாக்கவும், அதற்கு அதிக வலிமை தேவைப்படுகிறது, பின்னர் ஏற்பாடு ஃபைபர் மூட்டையின் இறுதி திசையையும் தடிமனையும் தீர்மானிக்கவும், அவை இரண்டு பக்கங்களிலும் தொகுப்பை பரப்புகின்றன குறிப்பு.

அதே நேரத்தில், உகந்த முறை எடையை 5% க்கும் அதிகமாகக் குறைக்கலாம், மேலும் ஃபைபர் நோக்குநிலையைப் பயன்படுத்துவதை விட சுமை பரிமாற்ற செயல்திறனை அதிகமாக்குகிறது.

ஆராய்ச்சியாளர்கள் இந்த முடிவுகளால் உற்சாகமடைந்துள்ளனர் மற்றும் எதிர்காலத்தில் பாரம்பரிய CFRP பாகங்களின் எடையை மேலும் குறைக்க தங்கள் முறைகளைப் பயன்படுத்த எதிர்பார்க்கின்றனர்.எங்கள் வடிவமைப்பு அணுகுமுறை பாரம்பரிய கலவை வடிவமைப்பிற்கு அப்பால் இலகுவான விமானங்கள் மற்றும் கார்களை உருவாக்குகிறது, இது ஆற்றலைச் சேமிக்கவும் கார்பன் டை ஆக்சைடு வெளியேற்றத்தைக் குறைக்கவும் உதவுகிறது என்று டாக்டர் மாட்சுஸாகி கூறினார்.