Phân tích các nguyên tắc liên quan của cuộn ống bằng sợi carbon

Quá trình cuộn dây bằng sợi carbon là một phương pháp xử lý sử dụng cuộn dây ướt để gói sợi thủy tinh tẩm và cuộn trực tiếp vào màng cốt lõi dưới sự điều khiển căng thẳng nhất định. Việc sử dụng các ống sợi carbon là khác nhau, và loại đường dây cuộn của nó cũng khác nhau. Bài viết này là từ Jiangsu Boshi để đưa bạn xem phân tích nguyên tắc của cuộn ống bằng sợi carbon.
1. Nguyên tắc ply được định hướng
Trong thực tế, góc ply của vật liệu composite được giảm thiểu càng nhiều càng tốt. Các góc ply thường được sử dụng là độ 0 độ, 90 độ và +45.
2. Nguyên tắc trình tự đặt
Để giảm sự phân tách và nứt của hai plies, tốt nhất là nên tránh đặt liên tục các góc ply tương ứng. Nếu bạn phải đặt cùng một góc ply liên tục, số lượng plies được yêu cầu phải nhỏ hơn 5; Bởi vì góc ply độ +45 có khả năng chống nén và kháng nén tốt, nên nó đóng vai trò bảo vệ, do đó, bề mặt của lớp là tốt nhất để sử dụng góc ply +45.
3. Nguyên tắc đối xứng cân bằng của ply
Vật liệu tổng hợp với ply đối xứng không cân bằng sẽ trải qua biến dạng được ghép nối khi được xử lý, trong khi vật liệu tổng hợp với ply đối xứng có thể tránh được hiện tượng này một cách hiệu quả. Do đó, ply nên cân bằng và đối xứng nhất có thể.
4. Nguyên tắc thiết kế độ dày ply
Những thay đổi đột ngột về độ dày ply sẽ dẫn đến nồng độ căng thẳng. Khi sử dụng các plies độ dày thay đổi, số lượng plies nên được tăng lên từng lớp. Sự khác biệt về số lượng plies trên mỗi lớp phải bằng nhau và chiều rộng của nó phải lớn hơn 2,5mm. Để tránh phân tách ở bước, bề mặt của thành phần được yêu cầu sử dụng các lớp dày độ dày bằng nhau liên tục.
5. Nguyên tắc xác định hướng đặt theo hướng tải
Trong thiết kế ply, hướng ply cần được xác định theo hướng tải của ống sợi carbon. Khi cấu trúc phải chịu lực căng hoặc nén đơn hướng, hướng sợi được đặt theo hướng tải; Khi chịu lực căng hoặc nén hai chiều, hướng ply trực giao đến 0 độ và 90 độ dọc theo hướng tải; Khi vật liệu composite sợi carbon chịu tải trọng, nó được đặt theo cặp theo các góc ply -} 45 và +45}; Khi cấu trúc vật liệu tổng hợp phải chịu tải trọng tổng hợp, chẳng hạn như nén và cắt tổng hợp, lực căng và tổng hợp cắt, hướng ply là đa hướng ở 0 độ, 90 độ và +45 độ.
6. Nguyên tắc thiết kế cho các khu vực tải tác động
Vì góc đặt 0 độ đóng vai trò chống lại các tác động cục bộ và góc đặt ± 45 độ có thể khuếch tán tải, đủ 0 độ và góc đặt ± 45 độ được yêu cầu trong khu vực chịu tác động đến tải trọng. Nếu cấu trúc composite sợi carbon thường xuyên chịu tải trọng tác động, các sợi phải được đặt đều theo mọi hướng trên bề mặt của cấu trúc và sự khác biệt trong các góc đặt của mỗi lớp liền kề phải nhỏ.
Theo yêu cầu về hiệu suất và điều kiện sử dụng, ống sợi carbon được thiết kế bằng cách thay đổi phương pháp đặt và chéo - hình học mặt cắt để cải thiện các tính chất cơ học của cấu trúc composite sợi carbon. Về bản chất, thiết kế kết cấu của ống sợi carbon tương đương với thiết kế bố trí của lớp. Các tính chất của mỗi lớp của hỗn hợp sợi carbon là khác nhau. Các tham số hiệu suất như góc layup và độ dày lớp đơn của tổng hợp sợi carbon được xác định từng cái một từ lớp bên trong đến lớp ngoài.