فرآیند سیم پیچی لوله فیبر کربنی فرآیندی است که از سیم پیچی مرطوب برای بسته بندی الیاف کربن آغشته شده استفاده می کند و مستقیماً آنها را بر روی لایه هسته تحت کنترل کشش خاصی می پیچد. الگوی سیم پیچ لوله های فیبر کربنی بسته به کاربرد آنها متفاوت است. این مقاله شما را با تجزیه و تحلیل اصولی لوله های فیبر کربن در قالب گیری سیم پیچ آشنا می کند.
1. اصل لایه بندی جهت دار
در عمل، توصیه میشود زاویه چیدمان مواد کامپوزیت را به حداقل برسانید و زوایای چیدمان معمولاً 0 درجه، 90 درجه و{2}} درجه است.
2. اصل توالی تخمگذار
به منظور کاهش لایه لایه شدن و ترک خوردگی دو نوع لایه، به طور کلی توصیه می شود از گذاشتن مداوم در زوایای لایه مربوطه خودداری شود. در صورتی که برای توافق بر روی زوایای لایه نیاز به چیدمان مداوم باشد، تعداد لایه ها باید کمتر از 5 باشد. به دلیل مقاومت خوب در برابر ضربه و مقاومت فشاری زاویه لایه{1}} درجه که نقش نگهداری را ایفا می کند، بهتر است زاویه لایه{2}} را برای سطح تخته چند لایه انتخاب کنید.
3. اصل لایه بندی متوازن و متقارن
مواد کامپوزیتی با لایهبندی متقارن غیرتعادلی در هنگام پخت دچار تغییر شکل جفت میشوند، در حالی که مواد کامپوزیتی با لایهبندی متقارن میتوانند به طور موثر از این پدیده جلوگیری کنند. بنابراین توصیه می شود که لایه ها تا حد امکان متعادل و متقارن باشند.
4. اصول طراحی برای ضخامت لایه
تغییر ناگهانی ضخامت لایه می تواند منجر به تمرکز تنش شود. هنگام استفاده از لایه های ضخامت متغیر، تعداد لایه ها باید لایه به لایه افزایش یابد. اختلاف تعداد لایه های هر لایه باید برابر و عرض آن بیشتر از 2.5 میلی متر باشد. برای جلوگیری از لایه برداری در مراحل، لازم است از لایه های پیوسته با ضخامت مساوی بر روی سطح قطعات استفاده شود.
5. اصل تعیین جهت تخمگذار با توجه به جهت بار
اصل تعیین جهت چیدمان با توجه به جهت بارگذاری لوله های فیبر کربنی در طراحی لایه الزامی است. هنگامی که سازه تحت کشش یا فشار یک طرفه قرار می گیرد، جهت فیبر مطابق جهت بارگذاری می شود. هنگامی که تحت کشش یا فشرده سازی دو محوره قرار می گیرد، جهت چیدمان به جهت بار در {{0}} درجه و ۹۰ درجه متعامد است. هنگامی که مواد کامپوزیتی فیبر کربن تحت بارهای برشی قرار می گیرند، آنها را به صورت جفت بر اساس زوایای لایه گذاری -45 درجه و+45 درجه قرار می دهند. هنگامی که سازه های کامپوزیت تحت بارهای مرکب مانند کامپوزیت های فشاری و برشی، کامپوزیت های کششی و برشی قرار می گیرند، جهت لایه بندی در 0 درجه، 90 درجه و {7}} درجه چند جهتی است.
6. اصول طراحی برای ناحیه بار ضربه ای
با توجه به اینکه زاویه قرارگیری {0}} درجه در مقاومت در برابر ضربه های موضعی نقش دارد و زاویه قرارگیری ± 45 درجه می تواند بارها را پخش کند، زوایای 0 درجه و {3}} درجه کافی است. در مناطقی که بارهای ضربه ای را تحمل می کنند مورد نیاز است. در صورتی که سازه کامپوزیت فیبر کربنی تحت بارهای ضربه ای قرار گیرد، الیاف باید در تمام جهات به طور یکنواخت روی سطح سازه گذاشته شوند و تفاوت زوایای چیدمان بین لایه های مجاور کم باشد.
با توجه به الزامات عملکرد و شرایط استفاده، لوله های فیبر کربنی با تغییر روش لایه بندی و هندسه مقطعی برای بهبود خواص مکانیکی سازه های کامپوزیتی فیبر کربن طراحی می شوند. در اصل، طراحی ساختاری لولههای فیبر کربنی معادل طراحی لایهبندی لمینتها است. خواص هر لایه از مواد کامپوزیت فیبر کربن متفاوت است و پارامترهای عملکردی مانند زاویه چیدمان و ضخامت تک لایه مواد کامپوزیت فیبر کربن یکی یکی از لایه داخلی به لایه بیرونی تعریف می شود.
تجزیه و تحلیل روش سیم پیچ لوله فیبر کربن
فرآیند قالبگیری سیمپیچ لوله فیبر کربنی به این صورت است که الیاف پیوسته (یا نوارهای پارچهای، نخهای از پیش آغشتهشده) آغشته به محلول چسب رزین را بر اساس یک قاعده خاص روی قالب هسته بسته میکنند و سپس برای بهدست آوردن محصول، پخت و قالبگیری میکنند. فرآیند سیم پیچی لوله های فیبر کربنی بسته به وضعیت فیزیکی و شیمیایی ماتریس رزین در طول قالب گیری سیم پیچ فیبر متفاوت است.
1. سیم پیچ مارپیچ
هنگام سیم پیچی مارپیچی، از نقطه خاصی روی لایه هسته معرفی شده توسط سر سیم پیچ شروع می شود، سر سیم پیچ قبل از بازگشت به نقطه شروع اولیه، تحت چندین حرکت عقب و جلو قرار می گیرد. همچنین می توان گفت که حرکت اصلی سیم پیچ مارپیچی این است که لایه هسته به طور یکنواخت حول محور می چرخد و سر سیم پیچ به طور متناوب در امتداد جهت محور فیلم هسته به جلو و عقب حرکت می کند.
2. بسته بندی محیطی
هنگام بسته بندی، فیلم هسته به طور یکنواخت حول محور بدنه سفید می چرخد و سر سیم پیچ به طور یکنواخت در امتداد جهت محور استوانه فیلم هسته حرکت می کند. برای هر چرخش فیلم، سر سیمپیچ در عرض گاز حرکت میکند و این چرخه تا زمانی ادامه مییابد که نوار گاز به طور مساوی روی سطح بخش استوانه فیلم هسته توزیع شود. زاویه سیم پیچ سیم پیچ محیطی معمولاً بین 85-90 درجه است و نسبت سرعت حرکت سیم پیچ برای رسیدن به سیم پیچ محیطی را می توان به عنوان نسبت تعداد دور فیلم هسته در واحد زمان به مسافت طی شده تعریف کرد. توسط سر پیچ در پیچ.
3. سیم پیچی طولی
هنگام سیم پیچی طولی، سر سیم پیچ به طور یکنواخت در یک صفحه ثابت حرکت می کند و لایه هسته به آرامی حول محور خود می چرخد.
برای هر چرخش سر سیم پیچ، فیلم هسته زاویه کوچکی را می چرخاند که به اندازه عرض یک گاز روی سطح فیلم هسته منعکس می شود.
فرآیند کامل سیم پیچی لوله فیبر کربن شامل تهیه مواد خام، تشکیل لایه پوشش داخلی، تقویت سیم پیچ، قالب گیری و غیره است. فیبر کربن جیانگ سو بوشی متعهد به تحقیق فنی و توسعه کاربرد مواد کامپوزیتی تقویت شده با الیاف با کارایی بالا در هوافضا است. ، نظامی، حمل و نقل ریلی، تولید صنعتی، خودروسازی، تجهیزات پزشکی و سایر زمینه ها. این دستگاه مجهز به تجهیزات تولید هسته کامل برای محصولات فیبر کربنی مانند دستگاه های تشکیل پرس گرم فیبر کربن، قوطی های پرس داغ، کوره های پخت، آسیاب ها و سایر تجهیزات CNC است تا نیازهای پس از پردازش محصولات مختلف فیبر کربن را برای مشتریان برآورده کند.