חישוב התרחבות תרמית ב פחמן סיבים Composites טמפרטורות גבוהות הסביבה

תרכובות סיבים פחמן משמשים נרחב בסביבות עתירה גבוהה בשל כוחם ונכסים קלים שלהם.הבנת איך חומרים אלה להתרחב כאשר נחשפים חום חיוני עבור יישומים הנדסיים. חישובי הרחבה תרמית לעזור לחזות התנהגות חומרית ולהבטיח שלמות מבנית תחת וריאציות טמפרטורה.

יסודות התרחבות הירומית

ההתרחבות הארומית מתייחסת לעלייה בגודל של חומר ככל שהטמפרטורה שלו עולה.הוא מוגדר על ידי המקדם של התרחבות תרמית (CTE), אשר מציין כמה חומר מתרחב לדרגה של שינוי טמפרטורה. עבור מרוקנים, CTE משתנה בהתאם לנטייה סיבים ותכונות ממטריקס.

הרחבת פחמן סיבים

ההתרחבות הלינארית הכוללת של תרכובת תלויה בתכונות של המרכיבים שלה.כלל התערובת מספק נספח:

⁇ L=L0 × (α c × V c + α m × V m) × ⁇ T

איפה:

• ⁇ L = שינוי באורך
• L0 = אורך מקורי
• α c = CTE של סיבים פחמן
• α m = CTE של חומר ממטריקס
• V c = חלקיק נפח של סיבים
• V m = חלקיק נפח של matrix
• ⁇ T = שינוי בטמפרטורה

גורמים המשפיעים על התרחבות הירומית

גורמים מסוימים משפיעים על התנהגות ההתרחבות התרמית של תרכובות סיבים פחמן.אלה כוללים אוריינטציה סיבים, סוג חומר ממטריקס, ואת טווח הטמפרטורה. Anisotropic תכונות של סיבים יכול לגרום שיעורי הרחבה שונים לאורך כיוונים שונים.

שיקולי עיצוב חייבים לקחת בחשבון את הגורמים האלה כדי למנוע כשל בחומר או עיוות ביישומים עתירי זמן גבוהים.