Deunyddiau cyfansawdd ffibr carbon hollbresennol: ym maes peirianneg forol

Feb 06, 2024

Gadewch neges

Mae cymhwyso ffibr carbon yn gwneud cynnydd ym meysydd cychod bach, cychod hwylio, llongau mawr, a llongau eraill. Mae ffibr carbon yn ddeunydd delfrydol i'w ddefnyddio ym maes adeiladu llongau, oherwydd gall leihau dirgryniad llongau a chynnal amgylchedd cyfathrebu diwifr da rhwng llongau.
 

1

Yn ogystal, y rheswm pwysicaf dros ddefnyddio ffibr carbon yw y gall y deunydd hwn wella cyflymder ac economi tanwydd llongau trwy leihau pwysau. Er enghraifft, trwy ddisodli cyfansawdd ffibr gwydr (GFRP) yn llwyr â chyfansawdd atgyfnerthu ffibr carbon (CFRP), gellir lleihau pwysau'r llong 30%.
Mae'r ffigur canlynol yn dangos y defnydd o ffibr carbon a'i ddeunyddiau cyfansawdd mewn cychod hwylio. Trwy ddefnyddio CFRP yn yr uwch-strwythur a'r gosodiad dec, gellir lleihau pwysau ymhellach a gellir gwella sefydlogrwydd y llong; Gall siafftiau trosglwyddo ffibr carbon hefyd leihau pwysau a dirgryniad; Mae gan ffibr carbon hefyd gymwysiadau eang posibl mewn llafnau gwthio.

2


Yn draddodiadol, defnyddir deunyddiau GFRP yn gyffredin yn y diwydiant adeiladu llongau. Oherwydd y defnydd o swbstradau canolraddol megis ffabrigau a'u prosesau ffurfio, gellir cymhwyso GFRP i CFRP hefyd, gan ei gwneud hi'n hawdd disodli cydrannau GFRP gwreiddiol llongau â CFRP.
Yn y rhan fwyaf o geisiadau awyrennau a chwaraeon, mae bron i hanner y resin matrics yn defnyddio resin epocsi. Fodd bynnag, yn y diwydiant adeiladu llongau, mae'r rhan fwyaf o ddeunyddiau resin matrics CFRP yn defnyddio resin ester polyester annirlawn neu finyl. Er mwyn ehangu'r diwydiant adeiladu llongau, mae rhai cwmnïau megis Japan's Toray wedi datblygu ffibrau carbon a all ddarparu cryfder bondio uwch gyda resinau ester finyl a'u defnyddio mewn ystod eang o gymwysiadau adeiladu llongau.

3


Mae gan CFRP nid yn unig gryfder penodol uchel a modwlws penodol uchel, ond mae hefyd yn defnyddio ei berfformiad dampio i gynyddu amlder dirgryniad naturiol y llong. Er enghraifft, trwy ddefnyddio CFRP mewn ardaloedd lle mae peiriannau ac offer ategol yn cael eu gosod, gall leihau'r dirgryniad llongau a achosir gan weithrediad injan ac offer ategol yn effeithiol.
Yn ogystal, gellir defnyddio dargludedd CFRP yn llawn hefyd, a thrwy ddefnyddio CFRP i lapio waliau'r ystafell gyfathrebu diwifr, gellir cyflawni effaith cysgodi o 40dB neu uwch. Mae hyn yn golygu, trwy ddefnyddio CFRP, y gellir datrys problemau megis ymyrraeth sŵn injan ac ategol a achosir gan donnau electromagnetig sy'n mynd trwy longau sy'n rhwystro cyfathrebu diwifr.
Yn ogystal, mae'r diwydiant adeiladu llongau yn defnyddio'n helaeth ddeunyddiau cyfansawdd cymysg sy'n cynnwys ffibr carbon, ffibr gwydr, neu ffabrigau ffibr aramid. Trwy ddefnyddio deunyddiau cyfansawdd ar gyfer y dyluniad gorau posibl, gellir cyflawni perfformiad targed a chydbwysedd cost cynhwysfawr. Er enghraifft, wrth ddefnyddio deunyddiau cyfansawdd ffibr gwydr traddodiadol, gellir optimeiddio cyfuniadau deunydd cyfansawdd trwy ddefnyddio ffibrau carbon yn unig mewn meysydd sydd angen anhyblygedd, gan fodloni gofynion perfformiad tra'n lleihau costau.