Karbon fiber veya fiberglas tüp veya plakanın bir bölümüne yakından bakın ve fiberlerin farklı, spesifik yönlere gittiğini göreceksiniz. Farklı boru stillerini karşılaştırdığınızda, oryantasyon olarak da bilinen fiber yönünün her zaman tekdüze olmadığını fark edebilirsiniz. Kompozit tüp ve plaka üreticileri, bitmiş ürünle neyi başarmak istediklerine bağlı olarak farklı yönelimler kullanırlar.
Bu yazıda fiber yönünün karbon fiber ve fiberglas boruların özelliklerini nasıl etkilediğini açıklayacağız. Belirli özellikler genellikle belirli uygulamalar için idealdir. Bu yazının sonunda fiber yöneliminin boruyu nasıl etkilediğini ve projeniz için doğru fiber yönelimini nasıl seçeceğinizi öğreneceksiniz.
İLK ÜÇ ELYAF YÖNLENDİRMESİ
Fiberler 0 derece ile 180 derece arasındaki herhangi bir yöne yönlendirilebilir, ancak 90 derecenin üzerindeki fiber yönelimi genellikle negatif açı değeri olarak anılır. Örneğin 135 derecelik bir fiber açısı -45 derecelik bir açıya eşittir. Bugün piyasadaki çoğu karbon fiber ve fiberglas boru, bu yönelimlerin iki veya daha fazlasının bir kombinasyonunu kullanmaktadır:
0 derece - Sıfır-derece fiber açısı en sık kullanılan yönlendirmedir. Lifler yük yönünde yönlendirildiklerinde en güçlü ve en sert olurlar. Borularda, sıfır-derece yönü borunun uzunluğu boyuncadır ve bükülme sertliği mukavemetine katkıda bulunur.
90 derece - Doksan-derecelik fiber açısı, her iki yönde de bükülmenin gerekli olduğu durumlarda kullanılır. Bir tüpte doksan-derecelik fiberler tüpün çevresine göre yönlendirilir. Yüklendiğinde tüpün ezilmesini veya bükülmesini önlemeye yardımcı olurlar.
±45 derece - Kırk-beş-derecelik açılar genellikle yarı-izotropik bir düzenleme oluşturmak için sıfır ve doksan-derecelik katlarla birlikte kullanılır. Pozitif kırk-beş-derecelik katman neredeyse her zaman negatif kırk-beş-derecelik katmanla bitişik olarak eşlenir. Kırk-beş-derecelik katman, bir tüp üzerinde kullanıldığında bükülme sertliğine ve mukavemetine katkıda bulunur.
Dokuma fibere genellikle 0/90 derecelik fiber açısı denir, çünkü her iki yönde de fiberler vardır ancak tek parça halindedir. Bazı dokuma malzemeler daha da fazla lif yönü içerebilir; örneğin, üç eksenli örgüler üç yönde lif içerir ve genellikle kendi başlarına yarı-izotropiktir.
LİF YÖNLENDİRMESİNİN ÖZELLİKLER ÜZERİNDEKİ ETKİSİ
Fiberlerin bir karbon fiber veya cam elyafı yerleşiminde yönlendirilme şekli, tüplerden uzay{0}gemilerine kadar her şeyin yapımında kullanılan özelliklerini etkiler. İnşaatçılar tasarım süreçlerinde bu özellikleri dikkate almalıdır. Aşağıda ortak lif yönelimlerinin her birinin özellikleri nasıl etkilediğini açıklayacağız.
1. 0 derece YÖNLENDİRME
Bir parça yalnızca tek bir yönde yüklenecekse tüm liflerin o yöne yönlendirilmesi idealdir. Çektirilmiş çubuk ve boru sistemi, yalnızca 0 derecelik fiberler içeren bir parçanın örnekleridir. Çoğu parça yalnızca tek bir yönde yüklenmediğinden, gücü en üst düzeye çıkarmak için başka açılar da eklememiz gerekir. Yalnızca bükülmeyi gören ve bükülmeyi görmeyen bir tüp yine de bazı ek fiber açılarından faydalanacaktır. 90 derecelik katmanların eklenmesi tüpün şeklini daha iyi korumasına yardımcı olur, böylece zamanından önce bükülmez.
2. 90 derece YÖNLENDİRME
Daha önce de belirtildiği gibi, bükülme ve ezilmeye karşı daha dayanıklı olmalarını sağlamak için borulara sıklıkla 90 derecelik katmanlar eklenir. Basınçlı kaplarda yüksek konsantrasyonlarda 90 derece veya "çember" katmanları da bulunabilir. Kuvvet, basınçlı kap içindeki tüpü genişletmeye çalıştığından, 90 derecelik katmanlar kuvvete en iyi şekilde direnir. Bir plakada 0 derecelik katmanlarla birlikte 90 derecelik katmanlar kullanıldığında buna çift yönlü denir. Dokuma kumaş kullanmak, hem 0 derece hem de 90 derece yönlerde fiber içeren parçaları hızlı bir şekilde oluşturmanın kolay bir yolu olabilir.
3. ±45 derece YÖNLENDİRME
45 derecelik katmanlar uygulamaya bağlı olarak farklı amaçlara hizmet eder. Neredeyse her zaman bir -45 derecelik katmana bitişik bir +45 derece eşleştirilmiş göreceksiniz. Bunun amacı laminatı "dengeli" tutmak ve yüklendiğinde kuvvetli bir şekilde bükülmesini önlemektir. Zaten 0 derecelik ve 90 derecelik katmanların eşit karışımını içeren bir plakada 45 derecelik katmanlar kullanıldığında, plaka yarı-izotropik hale gelir. Çift yönlü bir plaka iki yönde eşit özelliklere sahipken, yarı-izotropik bir plaka herhangi bir yönde yarı-eşit özelliklere sahiptir. Bir tüpte 45 derecelik katmanlar burulma mukavemeti ve sertliği artırma işini gerçekleştirir. Bunun nedeni, bir tüp büküldüğünde laminata etki eden kuvvetin gerçekte kırk-beş derece olmasıdır. Bazı laminatlar, bükülme, ezilme ve burulma performansı arasında bir uzlaşma sağlamak için 45 derecenin dışındaki açıları kullanır. Filament sargılı tüplerde 0 derecelik katmanlar mümkün olmadığından, bunun yerine 10 derecelik veya 15 derecelik katmanların kullanıldığını görmek yaygındır.
DOĞRU ELYAF YÖNLENDİRMESİNİ SEÇMEK
Artık her fiber yönünün özellikleri nasıl etkilediğini bildiğinize göre doğru yerleşimi seçebilirsiniz. Çok çeşitli koşullarda performans gösteren bir tüpe ihtiyacınız varsa çift yönlü yerleştirme idealdir. Büküm konusunda iyi performans gösteren bir tüpe ihtiyacınız varsa, 45 derecelik katmanlardan daha fazlasına sahip bir ürün seçin. Kalınlığı hızla artırmanız gerekiyorsa dokuma malzeme iyi bir seçim olabilir.
Xinbo Composite, hemen hemen her türlü talebi karşılamak için döşemeli plakalar ve tüpler sunmaktadır. Projeniz için özel veya tasarlanmış bir düzene ihtiyacınız varsa bizi arayın veya bize bir e-posta gönderin. Fiber yöneliminin bir parçanın performansını nasıl etkilediğine ilişkin daha fazla sorunuz varsa müşteri hizmetleri temsilcilerimiz yardımcı olmaktan mutluluk duyacaktır.
