कार्बन सभी जीवित चीजों के अस्तित्व के लिए आवश्यक है, क्योंकि यह सभी कार्बनिक अणुओं का आधार बनता है, और कार्बनिक अणु सभी जीवित चीजों का आधार बनते हैं।हालाँकि यह अपने आप में काफी प्रभावशाली है, कार्बन फाइबर के विकास के साथ, इसे हाल ही में एयरोस्पेस, सिविल इंजीनियरिंग और अन्य विषयों में आश्चर्यजनक नए अनुप्रयोग मिले हैं।कार्बन फाइबर स्टील की तुलना में अधिक मजबूत, सख्त और हल्का होता है।इसलिए, कार्बन फाइबर ने विमान, रेसिंग कारों और खेल उपकरण जैसे उच्च प्रदर्शन वाले उत्पादों में स्टील की जगह ले ली है।
कंपोजिट बनाने के लिए कार्बन फाइबर को आमतौर पर अन्य सामग्रियों के साथ जोड़ा जाता है।मिश्रित सामग्रियों में से एक कार्बन फाइबर प्रबलित प्लास्टिक (सीएफआरपी) है, जो अपनी तन्य शक्ति, कठोरता और वजन अनुपात के लिए उच्च शक्ति के लिए प्रसिद्ध है।कार्बन फाइबर कंपोजिट की उच्च आवश्यकताओं के कारण, शोधकर्ताओं ने कार्बन फाइबर कंपोजिट की ताकत में सुधार के लिए कई अध्ययन किए हैं, जिनमें से अधिकांश "फाइबर उन्मुख डिजाइन" नामक एक विशेष तकनीक पर केंद्रित हैं, जो अभिविन्यास को अनुकूलित करके ताकत में सुधार करता है। रेशे.
टोक्यो विज्ञान विश्वविद्यालय के शोधकर्ताओं ने एक कार्बन फाइबर डिज़ाइन विधि अपनाई है जो फाइबर के अभिविन्यास और मोटाई को अनुकूलित करती है, जिससे फाइबर-प्रबलित प्लास्टिक की ताकत बढ़ती है और विनिर्माण प्रक्रिया में हल्के प्लास्टिक का उत्पादन होता है, जिससे हल्के हवाई जहाज और कार बनाने में मदद मिलती है।
हालाँकि, फाइबर मार्गदर्शन की डिज़ाइन पद्धति कमियों से रहित नहीं है।फाइबर गाइड डिज़ाइन केवल दिशा को अनुकूलित करता है और फाइबर की मोटाई को स्थिर रखता है, जो सीएफआरपी के यांत्रिक गुणों के पूर्ण उपयोग में बाधा डालता है।टोक्यो यूनिवर्सिटी ऑफ साइंस (टीयूएस) के डॉ. रयोसुके मात्सुजाकी बताते हैं कि उनका शोध मिश्रित सामग्रियों पर केंद्रित है।
इस संदर्भ में, डॉ. मात्सुजाकी और उनके सहयोगियों यूटो मोरी और नाओया कुमेकावा ने एक नई डिजाइन विधि का प्रस्ताव रखा, जो समग्र संरचना में उनकी स्थिति के अनुसार फाइबर के अभिविन्यास और मोटाई को एक साथ अनुकूलित कर सकती है।यह उन्हें सीएफआरपी की ताकत को प्रभावित किए बिना उसका वजन कम करने की अनुमति देता है।उनके परिणाम जर्नल कंपोजिट स्ट्रक्चर में प्रकाशित हुए हैं।
उनके दृष्टिकोण में तीन चरण होते हैं: तैयारी, पुनरावृत्ति और संशोधन।तैयारी प्रक्रिया में, परतों की संख्या निर्धारित करने के लिए परिमित तत्व विधि (एफईएम) का उपयोग करके प्रारंभिक विश्लेषण किया जाता है, और गुणात्मक वजन मूल्यांकन रैखिक लेमिनेशन मॉडल और मोटाई परिवर्तन मॉडल के फाइबर गाइड डिजाइन के माध्यम से महसूस किया जाता है।फाइबर अभिविन्यास पुनरावृत्त विधि द्वारा मुख्य तनाव की दिशा द्वारा निर्धारित किया जाता है, और मोटाई की गणना अधिकतम तनाव सिद्धांत द्वारा की जाती है।अंत में, विनिर्माण क्षमता के लिए लेखांकन को संशोधित करने के लिए प्रक्रिया को संशोधित करें, पहले एक संदर्भ "बेस फाइबर बंडल" क्षेत्र बनाएं जिसके लिए बढ़ी हुई ताकत की आवश्यकता होती है, और फिर व्यवस्था फाइबर बंडल की अंतिम दिशा और मोटाई निर्धारित करते हैं, वे पैकेज को दोनों तरफ प्रचारित करते हैं संदर्भ।
साथ ही, अनुकूलित विधि वजन को 5% से अधिक कम कर सकती है, और अकेले फाइबर ओरिएंटेशन का उपयोग करने की तुलना में लोड ट्रांसफर दक्षता को अधिक बना सकती है।
शोधकर्ता इन परिणामों से उत्साहित हैं और भविष्य में पारंपरिक सीएफआरपी भागों के वजन को और कम करने के लिए अपने तरीकों का उपयोग करने के लिए उत्सुक हैं।डॉ. मात्सुज़ाकी ने कहा कि हमारा डिज़ाइन दृष्टिकोण हल्के हवाई जहाज और कारों को बनाने के लिए पारंपरिक मिश्रित डिज़ाइन से आगे जाता है, जो ऊर्जा बचाने और कार्बन डाइऑक्साइड उत्सर्जन को कम करने में मदद करता है।
पोस्ट करने का समय: जुलाई-22-2021