Podívejte se zblízka na část trubek nebo desek z uhlíkových vláken nebo sklolaminátu a uvidíte, že vlákna jdou různými, specifickými směry. Při porovnávání různých stylů hadic si můžete všimnout, že směr vláken, známý také jako orientace, není vždy jednotný. Výrobci kompozitních trubek a desek používají různé orientace v závislosti na tom, čeho chtějí s hotovým výrobkem dosáhnout.
V tomto příspěvku vysvětlíme, jak směr vláken ovlivňuje vlastnosti trubek z uhlíkových vláken a sklolaminátu. Specifické vlastnosti jsou často ideální pro konkrétní aplikace. Na konci tohoto příspěvku budete vědět, jak orientace vláken ovlivňuje trubku a jak vybrat správnou orientaci vláken pro váš projekt.
NEJLEPŠÍ TŘI Vláknité ORIENTACE
Vlákna lze orientovat v libovolném směru mezi 0 ° a 180 °, ačkoli orientace vláken nad 90 ° se obvykle označuje jako záporná hodnota úhlu. Například úhel vlákna 135 ° se rovná úhlu -45 °. Většina trubek z uhlíkových vláken a sklolaminátu na trhu dnes využívá kombinaci dvou nebo více těchto orientací:
0 ° - Nejčastěji používanou orientací je úhel vláken nulového stupně. Když jsou vlákna orientována ve směru zatížení, jsou nejsilnější a nejtužší. U trubek je směr nulového stupně podél délky trubky a přispívá k pevnosti v ohybu.
90 ° - Při ohýbání v obou směrech se používá úhel vlákna devadesát stupňů. V trubici jsou devadesátistupňová vlákna orientována v obvodu trubice. Pomáhají zabránit tomu, aby se trubice při plnění drtila nebo vzpírala.
± 45 °-Čtyřicet pětstupňové úhly se často používají ve spojení s nulovými a devadesátistupňovými vrstvami k vytvoření kvazisotropní vrstvy. Pozitivní vrstva o pětačtyřiceti stupních je téměř vždy spárována s negativní vrstvou o pětačtyřiceti stupních. Při použití na trubce přispívají pětačtyřicetistupňové vrstvy ke zkroucení tuhosti a pevnosti.
Tkané vlákno je často označováno jako vlákno s úhlem 0/90 stupňů, protože vlákna jsou v obou směrech, ale z jednoho kusu. Některé tkané materiály mohou obsahovat ještě více směrů vláken; například triaxiální vazby mají vlákno ve třech směrech a jsou obvykle samy o sobě kvazi-izotropní.
VLIV VLÁKNÉ ORIENTACE NA VLASTNOSTI
Způsob, jakým jsou vlákna orientována při vrstvení uhlíkových vláken nebo sklolaminátu, ovlivňuje jeho vlastnosti pro výrobu všeho od trubek po vesmírné lodě. Tvůrci musí tyto vlastnosti zohlednit během procesu návrhu. Níže vysvětlíme, jak každá z běžných orientací vláken ovlivňuje vlastnosti.
1. ORIENTACE 0 °
Pokud bude součást načítána pouze v jednom směru, je ideální mít všechna vlákna orientovaná v tomto směru. Pultrudovaná tyč a trubice jsou příklady součásti, která obsahuje pouze 0 ° vlákna. Protože většina dílů není zatížena pouze jedním směrem, musíme přidat další úhly, abychom maximalizovali pevnost. Trubice, která vidí pouze ohýbání a žádné kroucení, by stále pravděpodobně měla prospěch z dalších úhlů vláken. Přidání 90 ° vrstev pomáhá trubici lépe udržovat tvar, aby se předčasně nezapřela.
2. ORIENTACE 90 °
Jak již bylo zmíněno dříve, 90 ° vrstvy se často přidávají do trubek, aby byly odolnější vůči vybočení a rozdrcení. V tlakových nádobách lze také nalézt vysoké koncentrace 90 ° nebo „obručových“ vrstev. Protože se síla pokouší zvětšit trubku v tlakové nádobě, 90 ° vrstvy odolávají síle nejlépe. Pokud se v desce používají 90 ° vrstvy ve spojení s 0 ° vrstvami, označuje se to jako obousměrné. Použití tkané látky může být snadný způsob, jak rychle stavět díly s vlákny ve směru 0 ° i 90 °.
3. ORIENTACE ± 45 °
45 ° vrstvy slouží různým účelům v závislosti na aplikaci. Téměř vždy uvidíte spárování +45 ° vedle vrstvy -45 °. To má zajistit, aby byl laminát „vyvážený“ a aby se při zatížení násilně nekroutil. Když se na desku, která již obsahuje stejnou směs vrstev 0 ° a 90 °, použijí vrstvy 45 °, deska se stane kvazi-izotropní. Zatímco obousměrná deska má stejné vlastnosti ve dvou směrech, kvazi-izotropní deska má kvazi-stejné vlastnosti v libovolném směru. V trubce 45 ° vrstvy plní úlohu přidání torzní pevnosti a tuhosti. Je to proto, že když je trubka zkroucená, síla působící na laminát je ve skutečnosti čtyřicet pět stupňů. Některé lamináty budou používat úhel jiný než 45 ° jako kompromis mezi ohybovým, drtícím a torzním výkonem. Vzhledem k tomu, že na trubičkách s navinutými vlákny nejsou možné 0 ° vrstvy, je obvyklé místo toho použít 10 ° nebo 15 ° vrstvy.
VYBERTE SI SPRÁVNOU ORIENTACI VLÁKNA
Nyní, když víte, jak každá orientace vláken ovlivňuje vlastnosti, můžete vybrat správné rozložení. Pokud potřebujete elektronku, která funguje v nejrůznějších podmínkách, je obousměrné uspořádání ideální. Pokud potřebujete trubku, která dobře funguje při kroucení, vyberte výrobek s více 45 ° vrstvami. Pokud potřebujete rychle zvýšit tloušťku, může být dobrou volbou tkaný materiál.
Xinbo Composite nabízí desky a trubky s vrstvami, které uspokojí téměř jakoukoli poptávku. Pokud potřebujete pro svůj projekt vlastní nebo upravené uspořádání, zavolejte nám nebo nám pošlete e -mail. Pokud máte další dotazy ohledně toho, jak orientace vláken ovlivňuje výkon součásti, naši zástupci zákaznických služeb vám rádi pomohou.
