Karbonoa ezinbestekoa da izaki bizidun guztien biziraupenerako, molekula organiko guztien oinarria baita, eta molekula organiko izaki bizidun guztien oinarria.Hau berez nahiko ikusgarria bada ere, karbono-zuntzaren garapenarekin, azkenaldian aplikazio berri harrigarriak aurkitu ditu aeroespazialean, ingeniaritza zibilean eta beste diziplina batzuetan.Karbono-zuntza altzairua baino indartsuagoa, gogorragoa eta arinagoa da.Horregatik, karbono-zuntzak altzairua ordezkatu du errendimendu handiko produktuetan, hala nola hegazkinetan, lasterketa-autoetan eta kirol-ekipamenduetan.
Karbono-zuntzak beste material batzuekin konbinatu ohi dira konposatuak sortzeko.Material konposatuetako bat karbono-zuntzez indartutako plastikoak (CFRP) dira, trakzio-erresistentziagatik, zurruntasunagatik eta pisuarekiko erresistentzia handiagatik famatua.Karbono-zuntzezko konpositeen eskakizun handiak direla eta, ikertzaileek hainbat ikerketa egin dituzte karbono-zuntzezko konpositeen indarra hobetzeko, eta horietako gehienak "zuntz orientatutako diseinua" izeneko teknologia berezi batean oinarritzen dira, eta indarra hobetzen du, orientazioa optimizatuz. zuntzak.
Tokioko Zientzia Unibertsitateko ikertzaileek karbono-zuntzezko diseinu-metodo bat onartu dute, zuntzaren orientazioa eta lodiera optimizatzen dituena, horrela zuntzekin indartutako plastikoen indarra areagotuz eta plastiko arinagoak produzituz fabrikazio prozesuan, hegazkin eta auto arinagoak egiten lagunduz.
Hala ere, zuntz-gidariaren diseinu-metodoa ez dago gabeziarik.Zuntz-gidaren diseinuak norabidea optimizatzen du eta zuntzaren lodiera finko mantentzen du, eta horrek CFRPren propietate mekanikoen erabilera osoa oztopatzen du.Tokioko Zientzia Unibertsitateko (TUS) Ryyosuke Matsuzaki doktoreak azaldu du bere ikerketa material konposatuetan oinarritzen dela.
Testuinguru honetan, Matsuzaki doktoreak eta Yuto Mori eta Naoya kumekawa in tus lankideek diseinu-metodo berri bat proposatu zuten, zeinak aldi berean zuntzen orientazioa eta lodiera optimiza ditzakeen egitura konposatuan duten posizioaren arabera.Horri esker, CFRP-aren pisua murrizten dute bere indarrari eragin gabe.Haien emaitzak aldizkariaren egitura konposatuan argitaratzen dira.
Haien ikuspegia hiru urrats ditu: prestaketa, iterazioa eta aldaketa.Prestaketa-prozesuan, hasierako analisia elementu finituen metodoa (FEM) erabiliz egiten da geruza kopurua zehazteko, eta pisuaren ebaluazio kualitatiboa laminazio linealaren ereduaren eta lodiera-aldaketaren ereduaren zuntz gidaren diseinuaren bidez gauzatzen da.Zuntzaren orientazioa tentsio nagusiaren norabidearen arabera zehazten da metodo iteratiboaren bidez, eta lodiera tentsio maximoaren teoriaren arabera kalkulatzen da.Azkenik, fabrikazio-kontabilitatea aldatzeko prozesua aldatu, lehenik eta behin erresistentzia handitu behar duen erreferentziazko "zuntz-sorta" eremu bat sortu eta, ondoren, antolamendu-zuntz-sortaren azken norabidea eta lodiera zehaztu, paketea hedatzen dute bi aldeetan. erreferentzia.
Aldi berean, optimizatutako metodoak pisua % 5 baino gehiago murriztu dezake eta karga transferitzeko eraginkortasuna zuntz-orientazioa bakarrik erabiltzea baino handiagoa izan daiteke.
Ikertzaileak hunkituta daude emaitza hauekin eta etorkizunean CFRP pieza tradizionalen pisua gehiago murrizteko metodoak erabiltzea espero dute.Matsuzaki doktoreak esan zuen gure diseinuaren ikuspegia diseinu konposatu tradizionaletik haratago doala hegazkin eta auto arinagoak egiteko, eta horrek energia aurrezten eta karbono dioxidoaren emisioak murrizten laguntzen du.
Argitalpenaren ordua: 2021-07-22