Hãy xem xét kỹ một phần của sợi carbon hoặc ống sợi thủy tinh hoặc tấm và bạn sẽ thấy rằng các sợi đi theo các hướng khác nhau, cụ thể. So sánh các kiểu ống khác nhau, bạn có thể nhận thấy rằng hướng sợi, còn được gọi là định hướng, không phải lúc nào cũng đồng nhất. Các nhà sản xuất ống và tấm composite sử dụng các hướng khác nhau tùy thuộc vào những gì họ muốn thực hiện với sản phẩm hoàn chỉnh.
Trong bài viết này, chúng tôi sẽ giải thích hướng sợi ảnh hưởng đến các tính chất của sợi carbon và ống sợi thủy tinh như thế nào. Các thuộc tính cụ thể thường lý tưởng cho các ứng dụng cụ thể. Vào cuối bài đăng này, bạn sẽ biết hướng sợi ảnh hưởng đến ống như thế nào và làm thế nào để chọn định hướng sợi phù hợp cho dự án của bạn.
BA HƯỚNG SỢI HÀNG ĐẦU
Sợi có thể được định hướng theo bất kỳ hướng nào từ 0 ° đến 180 °, mặc dù định hướng sợi vượt quá 90 ° thường được gọi là giá trị góc âm. Ví dụ, góc sợi 135 ° tương đương với góc -45 °. Hầu hết các ống sợi carbon và sợi thủy tinh trên thị trường hiện nay sử dụng kết hợp hai hoặc nhiều định hướng sau:
0 ° - Góc sợi không độ là hướng được sử dụng thường xuyên nhất. Khi các sợi được định hướng theo hướng tải, chúng là mạnh nhất và cứng nhất. Trên ống, hướng 0 độ nằm dọc theo chiều dài của ống và góp phần uốn cong độ cứng.
90 ° - Góc sợi chín mươi độ được sử dụng khi uốn cong cả hai hướng là cần thiết. Trong một ống, các sợi chín mươi độ được định hướng trong chu vi của ống. Chúng giúp giữ cho ống không bị nghiền nát hoặc oằn mình khi nạp.
±45 ° - Bốn mươi lăm góc thường được sử dụng kết hợp với plies bằng không và chín mươi độ để tạo ra một layup gần như đẳng đẳng. Một lớp bốn mươi lăm độ dương hầu như luôn được ghép nối liền kề với một lớp bốn mươi lăm độ âm. Khi được sử dụng trên một ống, các lớp bốn mươi lăm độ góp phần làm xoắn độ cứng và sức mạnh.
Sợi dệt thường được gọi là có góc sợi 0/90 độ vì có sợi ở cả hai hướng, nhưng trong một mảnh duy nhất. Một số vật liệu dệt có thể chứa nhiều hướng sợi hơn; ví dụ, dệt ba trục có chất xơ theo ba hướng và thường tự thân là đồng đẳng.
ẢNH HƯỞNG CỦA ĐỊNH HƯỚNG SỢI ĐỐI VỚI CÁC TÍNH CHẤT
Cách các sợi được định hướng trong sợi carbon hoặc sợi thủy tinh layup ảnh hưởng đến tính chất của nó để làm cho mọi thứ từ ống đến tàu vũ trụ. Các nhà xây dựng phải xem xét các thuộc tính đó trong quá trình thiết kế của họ. Dưới đây chúng tôi sẽ giải thích làm thế nào mỗi hướng sợi phổ biến ảnh hưởng đến các tính chất.
1. ĐỊNH HƯỚNG 0°
Nếu một bộ phận sẽ chỉ được nạp theo một hướng, lý tưởng là có tất cả các sợi theo hướng đó. Thanh và ống xung là những ví dụ về một bộ phận chỉ chứa sợi 0 °. Vì hầu hết các bộ phận không được tải chỉ theo một hướng, chúng tôi cần thêm các góc khác để tối đa hóa sức mạnh. Một ống chỉ nhìn thấy uốn cong và không xoắn vẫn có thể được hưởng lợi từ một số góc sợi bổ sung. Thêm các lớp 90 ° giúp ống duy trì hình dạng tốt hơn để nó không bị khóa sớm.
2. ĐỊNH HƯỚNG 90°
Như đã đề cập trước đây, các lớp 90 ° thường được thêm vào ống để làm cho chúng có khả năng chống oằn và nghiền hơn. Nồng độ cao của các lớp 90 ° hoặc "hoop" cũng có thể được tìm thấy trong các bình áp lực. Vì lực đang cố gắng mở rộng ống trong một bình áp lực, các lớp 90 ° chống lại lực tốt nhất. Khi các lớp 90 ° được sử dụng kết hợp với các lớp 0 ° trong một tấm, nó được gọi là hai chiều. Sử dụng vải dệt có thể là một cách dễ dàng để nhanh chóng xây dựng các bộ phận với sợi theo cả hai hướng 0 ° và 90 °.
3. ĐỊNH HƯỚNG ±45 °
Lớp 45 ° phục vụ các mục đích khác nhau tùy thuộc vào ứng dụng. Bạn sẽ hầu như luôn luôn thấy một +45 ° được ghép nối liền kề với một lớp -45 °. Điều này là để giữ cho laminate "cân bằng" và từ xoắn mạnh mẽ khi nạp. Khi các lớp 45 ° được sử dụng trong một tấm đã chứa hỗn hợp bằng nhau của các lớp 0 ° và 90 ° tấm trở thành gần như đẳng hướng. Trong khi một tấm hai chiều có tính chất bằng nhau theo hai hướng, một tấm gần như đẳng đẳng có các tính chất gần bằng nhau theo bất kỳ hướng nào. Trong một ống, các lớp 45 ° thực hiện công việc thêm sức mạnh xoắn và độ cứng. Đó là bởi vì khi một ống bị xoắn, lực tác động lên laminate thực sự ở độ bốn mươi lăm độ. Một số laminates sẽ sử dụng các góc khác ngoài 45 ° như một sự thỏa hiệp giữa hiệu suất uốn, nghiền và xoắn. Vì các lớp 0 ° không thể có trên các ống vết thương dây tóc, người ta thường thấy các lớp 10 ° hoặc 15 ° sử dụng thay thế.
CHỌN HƯỚNG SỢI PHÙ HỢP
Bây giờ bạn đã biết mỗi hướng sợi ảnh hưởng đến các tính chất như thế nào, bạn có thể chọn layup phù hợp. Nếu bạn cần một ống hoạt động trong nhiều điều kiện khác nhau, layup hai chiều là lý tưởng. Nếu bạn cần một ống hoạt động tốt trong xoắn, hãy chọn một sản phẩm có nhiều lớp 45 °. Nếu bạn cần tăng độ dày nhanh chóng, một vật liệu dệt có thể là một lựa chọn tốt.
Xinbo Composite cung cấp các tấm và ống với layups để đáp ứng hầu hết mọi nhu cầu. Nếu bạn cần một layup tùy chỉnh hoặc thiết kế cho dự án của bạn cung cấp cho chúng tôi một cuộc gọi hoặc bắn cho chúng tôi một email. Nếu bạn có nhiều câu hỏi hơn về việc định hướng sợi ảnh hưởng đến hiệu suất của một bộ phận như thế nào, đại diện dịch vụ khách hàng của chúng tôi sẽ rất vui khi được giúp đỡ.
