_ Analiza experimentală, simulările pe computer dezvăluie cum este țesut compozitele de țesătură sunt deformate de căldură

Materialele numite compozite de țesătură triaxial (TWFC) au fibre țesute împreună în trei direcții, de obicei la un unghi de 60 de grade unele față de altele. Ele sunt din ce în ce mai folosite în multe aplicații, dar răspunsul lor la încălzire și răcire nu a fost bine studiat.

Oficiul de știință în materie de materiale Ahmad Kueh de la Universiti Malaysia Sarawak (UNIMAS) a efectuat acum o examinare detaliată a acestor cunoștințe semnificative. decalaj. Rezultatele sale sunt publicate cu acces deschis în jurnalul Heliyon.

Noua înțelegere experimentală și teoretică a unei mișcări de răsucire la încălzire va ajuta la prezicerea integrității structurale și a performanței materialului în condiții diferite și variabile. „Aceste descoperiri inovatoare au implicații semnificative pentru o gamă largă de aplicații, în special în proiectarea materialelor rezistente la căldură esențiale pentru sectorul aerospațial”, spune Kueh.

Când sunt țesute folosind fibre de carbon, apoi sunt integrate cu rășini. , TWFC-urile pot combina avantajele greutății reduse, lucrabilității, rezistenței și rezistenței la coroziune. Unele TWFC sunt deja folosite în aplicații, de la fuselajul aeronavei și componentele aripilor și ale motorului până la echipamente sportive, inclusiv rachete de tenis, arbori de crose de golf și cadre de biciclete.

Cu ajutorul lucrărilor anterioare deja publicate cu colaboratorii, Kueh a condus o examinare detaliată, combinată cu simulări pe computer, a unor foi individuale dintr-un material disponibil comercial furnizat de compania Sakase Adtech. Acesta încorporează fibre de carbon fabricate de Toray Industries, Inc. în Japonia.

Foile sunt țesute deschise, ceea ce înseamnă că fibrele împletite sunt separate prin goluri hexagonale stabile și distanțate în mod regulat. Pentru a realiza o structură compozită cu un singur strat, acestea au fost combinate și întărite cu o rășină polimerică lichefiată la cald care s-a înmuiat prin fibre și apoi s-a solidificat la răcire.

Când au fost supuse la cicluri repetate de încălzire în intervalul de la 20° C până la 100°C, cercetarea a putut analiza o mișcare de răsucire determinată de schimbările de temperatură. Cuantificarea detaliată a deformațiilor observate experimental au fost în acord cu cele prezise de simularea computerizată.

„Noua înțelegere va debloca potențialul de a îmbunătăți eficacitatea TWFC într-o gamă largă de industrii”, spune Kueh.

Împreună cu colegii, el intenționează acum să investigheze dinamica termică a multor alte TWFC, inclusiv diferite modele de țesătură, structuri cu straturi multiple și materiale hibride care încorporează alte tipuri de compozite. Această explorare viitoare va include colaborarea cu partenerii din industrie pentru a efectua testele practice necesare pentru a obține informații relevante pentru utilizările din lumea reală.

Pe lângă aplicațiile aerospațiale, Kueh citează multe posibilități, inclusiv beton armat, echipamente sportive, armătură și materiale textile puternice rezistente la căldură pentru utilizare de către pompieri.

„Descoperirile noastre deschid calea pentru un viitor în care combinația dintre greutate redusă și rezistență transformă numeroase produse de zi cu zi, făcându-le mai eficiente, mai ieftine. -eficientă și rezistentă”, conchide el.

(Fluierul)