U carbone hè essenziale per a sopravvivenza di tutti l'esseri viventi, perchè custituisce a basa di tutte e molécule organiche, è e molécule organiche formanu a basa di tutti l'esseri viventi.Ancu s'ellu hè in sè stessu hè abbastanza impressiunanti, cù u sviluppu di a fibra di carbonu, hà trovu pocu tempu sorprendenti novi applicazioni in aerospaziale, ingegneria civile è altre discipline.A fibra di carbone hè più forte, più dura è più ligera chì l'acciaio.Dunque, a fibra di carbone hà rimpiazzatu l'azzaru in i prudutti d'altu rendiment, cum'è l'aviò, i vitture di corsa è l'equipaggiu sportiu.
E fibre di carbone sò generalmente cumminate cù altri materiali per furmà composti.Unu di i materiali cumposti hè u plasticu rinforzatu in fibra di carbonu (CFRP), chì hè famosu per a so forza di tensione, rigidità è alta forza à u rapportu di pesu.A causa di l'alti requisiti di cumposti di fibra di carbonu, i circadori anu realizatu parechji studii per migliurà a forza di i cumposti di fibra di carbone, a maiò parte di i quali sò cuncentrati in una tecnulugia speciale chjamata "disegnu orientatu à fibra", chì migliurà a forza ottimizendu l'orientazione di fibre.
I ricercatori di l'Università di Scienze di Tokyo anu aduttatu un metudu di cuncepimentu di fibra di carbone chì ottimizeghja l'orientazione è u grossu di a fibra, rinfurzendu cusì a forza di plastica rinfurzata cù fibra è pruduce plastichi più ligeri in u prucessu di fabricazione, aiutendu à fà aerei è vitture più ligeri.
Tuttavia, u metudu di cuncepimentu di guida di fibra ùn hè micca senza difetti.U disignu di a guida di fibra solu ottimisimu a direzzione è mantene u spessore di a fibra fissa, chì impedisce l'utilizazione completa di e proprietà meccaniche di CFRP.Dr ryyosuke Matsuzaki di l'Università di Scienze di Tokyo (TUS) spiega chì a so ricerca si focalizeghja nantu à i materiali compositi.
In questu cuntestu, u duttore Matsuzaki è i so culleghi Yuto Mori è Naoya kumekawa in tus pruposti un novu metudu di disignu, chì ponu ottimisà simultaneamente l'orientazione è u grossu di fibre secondu a so pusizioni in a struttura composta.Questu li permette di riduce u pesu di u CFRP senza affettà a so forza.I so risultati sò publicati in a struttura composta di a rivista.
U so approcciu hè custituitu di trè passi: preparazione, iterazione è mudificazione.In u prucessu di preparazione, l'analisi iniziale hè realizata utilizendu u metudu di elementi finiti (FEM) per determinà u numeru di strati, è a valutazione qualitativa di u pesu hè realizata per mezu di u disignu di guida di fibra di mudellu di laminatu lineale è mudellu di cambiamentu di spessore.L'orientazione di a fibra hè determinata da a direzzione di u stress principale da u metudu iterativu, è u gruixu hè calculatu da a teoria di u stress massimu.Infine, mudificà u prucessu per mudificà a cuntabilità per a manufacturability, prima di creà una zona di riferimentu "fasce di fibra di basa" chì richiede una forza aumentata, è poi determinà a direzzione finale è u grossu di u fasciu di fibre di arrangiamentu, propaganu u pacchettu in i dui lati di u riferenza.
À u listessu tempu, u metudu ottimizatu pò riduce u pesu di più di 5%, è rende l'efficienza di trasferimentu di carica più altu ch'è cù l'orientazione di fibra solu.
I ricercatori sò entusiasmati da questi risultati è aspettanu l'usu di i so metudi per riducerà ancu u pesu di e parti tradiziunali CFRP in u futuru.U duttore Matsuzaki hà dettu chì u nostru approcciu di disignu va oltre u disignu cumpostu tradiziunale per fà aerei è vitture più ligeri, chì aiuta à risparmià energia è riduce l'emissioni di diossidu di carbonu.
Tempu di post: 22-lugliu-2021