Proces navíjania rúrok z uhlíkových vlákien je proces, ktorý využíva mokré navíjanie na zväzovanie impregnovaných uhlíkových vlákien a ich priame navíjanie na jadro filmu pod určitou kontrolou napätia. Vzor navíjania rúrok z uhlíkových vlákien sa líši v závislosti od ich použitia. Tento článok vás prevedie principiálnou analýzou rúr z uhlíkových vlákien pri navíjaní.
1. Princíp smerového vrstvenia
V praxi je vhodné minimalizovať uhol kladenia kompozitných materiálov a bežne používané uhly pokladania sú 0 stupeň , 90 stupeň a +45 stupeň .
2. Princíp postupnosti kladenia
Aby sa obmedzila delaminácia a praskanie oboch typov vrstiev, vo všeobecnosti sa odporúča vyhnúť sa súvislému ukladaniu v zodpovedajúcich uhloch vrstiev. Ak je na odsúhlasenie uhlov vrstiev potrebné súvislé pokladanie, počet vrstiev by mal byť menší ako 5. Vzhľadom na dobrú odolnosť proti nárazu a stlačeniu +45 stupňového uhla vrstvy, ktorý hrá úlohu údržby, je najlepšie je zvoliť uhol vrstvy +45 stupňov pre povrch laminovanej dosky.
3. Princíp vyváženého a symetrického vrstvenia
Kompozitné materiály s nerovnovážnym symetrickým vrstvením budú pri vytvrdzovaní podliehať väzobnej deformácii, zatiaľ čo kompozitné materiály so symetrickým vrstvením sa môžu tomuto javu účinne vyhnúť. Preto je vhodné, aby boli vrstvy čo najrovnomernejšie a symetrické.
4. Zásady návrhu hrúbky vrstvy
Náhla zmena hrúbky vrstvy môže viesť ku koncentrácii napätia. Pri použití vrstiev s premenlivou hrúbkou by sa mal počet vrstiev zvyšovať vrstvu po vrstve. Rozdiel v počte vrstiev každej vrstvy by mal byť rovnaký a jej šírka by mala byť väčšia ako 2,5 mm. Aby sa zabránilo delaminácii na krokoch, je potrebné použiť súvislé vrstvy rovnakej hrúbky na povrchu komponentov.
5. Princíp určenia smeru kladenia podľa smeru zaťaženia
Pri návrhu vrstvy sa vyžaduje princíp určenia smeru uloženia podľa smeru zaťaženia rúr z uhlíkových vlákien. Keď je konštrukcia vystavená jednosmernému ťahu alebo tlaku, smer vlákna sa položí podľa smeru zaťaženia; Pri vystavení dvojosovému napätiu alebo stlačeniu je smer uloženia kolmý na smer zaťaženia pri {{0}} stupňoch a 90 stupňoch; Keď sú kompozitné materiály z uhlíkových vlákien vystavené šmykovému zaťaženiu, kladú sa v pároch podľa uhlov pokladania -45 stupňa a +45 stupňa; Keď sú kompozitné konštrukcie vystavené kompozitným zaťaženiam, ako sú kompozity v tlaku a šmyku, ťahové a šmykové kompozity, smer vrstvenia je viacsmerný pri 0 stupňoch , 90 stupňoch a +45 stupňoch .
6. Zásady návrhu pre oblasť nárazového zaťaženia
Vzhľadom na skutočnosť, že uhol položenia {{0}} stupňov zohráva úlohu pri odolnosti voči miestnym nárazom a uhol pokladania ± 45 stupňov môže rozptýliť zaťaženie, dostatočné uhly pokladania 0 stupňov a +45 stupňov sú potrebné v oblastiach, ktoré znášajú nárazové zaťaženie. Ak je kompozitná konštrukcia z uhlíkových vlákien vystavená nárazovému zaťaženiu, vlákna by mali byť rovnomerne uložené vo všetkých smeroch na povrchu konštrukcie a rozdiel v uhloch uloženia medzi susednými vrstvami by mal byť malý.
Podľa požiadaviek na výkon a podmienok používania sú rúry z uhlíkových vlákien navrhnuté zmenou spôsobu vrstvenia a geometrie prierezu, aby sa zlepšili mechanické vlastnosti kompozitných štruktúr z uhlíkových vlákien. Konštrukčný dizajn rúrok z uhlíkových vlákien je v podstate ekvivalentný dizajnu vrstvenia laminátov. Vlastnosti každej vrstvy kompozitných materiálov z uhlíkových vlákien sú rôzne a výkonnostné parametre, ako je uhol uloženia a hrúbka jednej vrstvy kompozitných materiálov z uhlíkových vlákien, sú definované jeden po druhom od vnútornej vrstvy po vonkajšiu vrstvu.
Analýza metódy navíjania rúrok z uhlíkových vlákien
Proces navíjania rúrky z uhlíkových vlákien je obaliť kontinuálne vlákna (alebo látkové prúžky, predimpregnované priadze) namočené v roztoku živicového lepidla podľa určitého pravidla na jadrovú formu a potom vytvrdiť a vybrať z formy, aby sa získal produkt. Proces navíjania rúrok z uhlíkových vlákien sa mení v závislosti od fyzikálneho a chemického stavu živicovej matrice počas formovania navíjania vlákna.
1. Špirálové vinutie
Pri špirálovom navíjaní, začínajúc od určitého bodu na jadrovom filme zavedenom navíjacou hlavou, vykonáva navíjacia hlava niekoľko pohybov tam a späť, kým sa vráti do pôvodného počiatočného bodu. Dá sa tiež povedať, že základný pohyb špirálového navíjania spočíva v tom, že film jadra sa rovnomerne otáča okolo osi a hlava vinutia sa prerušovane pohybuje tam a späť v smere osi filmu jadra,
2. Obvodové ovíjanie
Pri obaľovaní sa jadrová fólia rovnomerne otáča okolo osi bieleho telesa a navíjacia hlava sa pohybuje rovnomerne v smere osi valca s fóliou jadra. Pri každom otočení fólie sa navíjacia hlava posunie o šírku gázy a tento cyklus pokračuje, kým nie je pás gázy rovnomerne rozmiestnený na povrchu valcovej časti jadrovej fólie. Uhol navíjania obvodového vinutia je zvyčajne medzi 85-90 stupňami a pomer rýchlosti pohybu navíjania na dosiahnutie obvodového navíjania možno definovať ako pomer počtu otáčok fólie jadra za jednotku času k prejdenej vzdialenosti navíjacou hlavou.
3. Pozdĺžne vinutie
Pri pozdĺžnom navíjaní sa hlava navíjania pohybuje rovnomerne v pevnej rovine a film jadra sa pomaly otáča okolo svojej vlastnej osi.
Pri každom otočení hlavy navíjania sa jadrová fólia otočí o malý uhol, ktorý sa odráža na povrchu fólie jadra ako šírka gázy.
Kompletný proces navíjania rúrok z uhlíkových vlákien zahŕňa prípravu surovín, tvorbu vnútornej výstelkovej vrstvy, vystuženie vinutia, demontáž z formy atď. vojenská, železničná doprava, priemyselná výroba, výroba automobilov, zdravotnícke vybavenie a ďalšie oblasti. Je vybavený kompletným základným výrobným zariadením pre produkty z uhlíkových vlákien, ako sú lisovacie stroje na lisovanie za tepla z uhlíkových vlákien, plechovky na lisovanie za tepla, vytvrdzovacie pece, brúsky a ďalšie CNC zariadenia, aby vyhovovali potrebám zákazníkov po spracovaní rôznych produktov z uhlíkových vlákien.