Katso tarkasti hiilikuitua tai lasikuituputkea tai levyä ja huomaat, että kuidut kulkevat eri suuntiin. Vertaamalla erilaisia putkityyppejä saatat huomata, että kuidun suunta, joka tunnetaan myös nimellä suunta, ei ole aina tasainen. Komposiittiputkien ja -levyjen valmistajat käyttävät eri suuntauksia riippuen siitä, mitä he haluavat saavuttaa lopputuotteella.
Tässä viestissä selitämme, kuinka kuidun suunta vaikuttaa hiilikuitu- ja lasikuituputkien ominaisuuksiin. Tietyt ominaisuudet ovat usein ihanteellisia tiettyihin sovelluksiin. Tämän viestin loppuun mennessä tiedät, miten kuidun suuntaus vaikuttaa putkeen ja kuinka valita oikea kuitusuunta projektillesi.
KOLME KUITULIITTOSUUNTAA
Kuidut voidaan suunnata mihin tahansa suuntaan välillä 0 ° - 180 °, vaikka kuidun suuntausta yli 90 ° kutsutaan yleensä negatiiviseksi kulma -arvoksi. Esimerkiksi 135 ° kuitukulma on -45 ° kulma. Useimmat markkinoilla olevat hiilikuitu- ja lasikuituputket käyttävät kahden tai useamman näistä suuntauksista yhdistelmää:
0 ° - Nolla -asteen kuitukulma on yleisimmin käytetty suunta. Kun kuidut on suunnattu kuorman suuntaan, ne ovat vahvimmat ja jäykimmät. Putkissa nollan asteen suunta on putken pituudella ja edistää taivutusjäykkyyslujuutta.
90 ° - Yhdeksänkymmentä asteen kuitukulmaa käytetään, kun kumpaakin suuntaa taivutetaan. Putkessa yhdeksänkymmentä asteen kuidut on suunnattu putken kehälle. Ne auttavat pitämään putken murskaamasta tai taittumasta ladattaessa.
± 45 °-Neljäkymmentäviisi asteen kulmaa käytetään usein yhdessä nollan ja yhdeksänkymmenen asteen kerrosten kanssa luomaan lähes isotrooppinen kerros. Positiivinen neljäkymmentäviisi asteen kerros on lähes aina pariksi negatiivisen neljäkymmentäviiden asteen kerroksen vieressä. Putkessa käytettäessä 45 asteen kerrokset lisäävät jäykkyyttä ja lujuutta.
Kudotusta kuidusta käytetään usein nimitystä 0/90 asteen kuitukulma, koska kuituja on molempiin suuntiin, mutta yhdessä kappaleessa. Jotkut kudotut materiaalit voivat sisältää vielä enemmän kuituja; esimerkiksi kolmiaksiaalisissa kudoksissa on kuitua kolmeen suuntaan ja ne ovat yleensä itsessään lähes isotrooppisia.
KUITULAITTEEN VAIKUTUS OMINAISUUKSIIN
Tapa, jolla kuidut on suunnattu hiilikuitu- tai lasikuitupohjaan, vaikuttaa sen ominaisuuksiin, jotka mahdollistavat kaiken putkista avaruusaluksiin. Rakentajien on otettava nämä ominaisuudet huomioon suunnitteluprosessin aikana. Alla selitämme, miten kukin yleisimmistä kuitusuuntauksista vaikuttaa ominaisuuksiin.
1. 0 ° SUUNTA
Jos osa ladataan vain yhteen suuntaan, on parasta, että kaikki kuidut suuntautuvat tähän suuntaan. Pultrudoitu sauva ja letkut ovat esimerkkejä osasta, joka sisältää vain 0 ° kuituja. Koska useimpia osia ei ole ladattu vain yhteen suuntaan, meidän on lisättävä muita kulmia lujuuden maksimoimiseksi. Putki, joka näkee vain taivutuksen ja ei vääntymistä, hyötyisi todennäköisesti joistakin lisäkuidukulmista. 90 ° kerrosten lisääminen auttaa putkea säilyttämään muotonsa paremmin, jotta se ei taivu ennenaikaisesti.
2. 90 ° SUUNTAUS
Kuten aiemmin mainittiin, putkiin lisätään usein 90 ° kerroksia, jotta ne kestäisivät paremmin taipumista ja puristumista. Painesäiliöissä on myös suuria pitoisuuksia 90 ° tai "vanne" kerroksia. Koska voima yrittää suurentaa putkea paineastiassa, 90 ° kerrokset vastustavat voimaa parhaiten. Kun 90 ° kerroksia käytetään yhdessä 0 ° kerrosten kanssa levyssä, sitä kutsutaan kaksisuuntaiseksi. Kudotun kankaan käyttö voi olla helppo tapa rakentaa nopeasti kuituisia osia sekä 0 ° että 90 ° suuntaan.
3. ± 45 ° SUUNTAUS
45 ° kerrokset palvelevat eri tarkoituksia sovelluksesta riippuen. Näet melkein aina -45 ° parin -45 ° kerroksen vieressä. Tämä pitää laminaatin "tasapainossa" ja vääntymästä voimakkaasti ladattaessa. Kun levyllä, jossa on jo sama seos 0 ° ja 90 ° kerroksia, käytetään 45 ° kerroksia, levy muuttuu lähes isotrooppiseksi. Kun kaksisuuntaisella levyllä on samat ominaisuudet kahteen suuntaan, kvasi-isotrooppisella levyllä on lähes yhtä suuret ominaisuudet mihin tahansa suuntaan. Putkessa 45 ° kerrokset lisäävät vääntölujuutta ja jäykkyyttä. Tämä johtuu siitä, että kun putkea kierretään, laminaattiin vaikuttava voima on itse asiassa 45 astetta. Jotkut laminaatit käyttävät muita kulmia kuin 45 ° taivutus-, murskaus- ja vääntöominaisuuksien välillä. Koska 0 ° kerrokset eivät ole mahdollisia filamenttihaavaputkissa, on tavallista nähdä 10 ° tai 15 ° kerrokset sen sijaan.
OIKEAN KUITULAITTEEN VALINTA
Nyt kun tiedät, miten kuitujen suunta vaikuttaa ominaisuuksiin, voit valita oikean asettelun. Jos tarvitset putken, joka toimii monenlaisissa olosuhteissa, kaksisuuntainen asennus on ihanteellinen. Jos tarvitset putken, joka toimii hyvin kiertäessään, valitse tuote, jossa on enemmän 45 ° kerroksia. Jos haluat lisätä paksuutta nopeasti, kudottu materiaali voi olla hyvä valinta.
Xinbo Composite tarjoaa levyt ja putket, joissa on asennukset lähes kaikkiin tarpeisiin. Jos tarvitset mukautetun tai suunnitellun rakenteen projektillesi, soita meille tai lähetä meille sähköpostia. Jos sinulla on enemmän kysymyksiä siitä, miten kuidun suuntaus vaikuttaa osan suorituskykyyn, asiakaspalvelumme auttaa mielellään.
