Le tensioni remotive nei compositi a fibra di carbonio si sviluppano durante il processo di polimerizzazione a causa delle differenze di espansione termica e di riduzione del trattamento.

Fattori che influenzano le tensioni residenziali

Diversi fattori influiscono sulla grandezza delle sollecitazioni residue nei compositi durante la polimerizzazione, tra cui i coefficienti di espansione termica dei materiali, la temperatura di polimerizzazione e la durata del ciclo di polimerizzazione.

Calcolo delle tensioni residenziali

Il calcolo prevede in genere la comprensione delle sollecitazioni termiche generate durante il raffreddamento dalla temperatura di indurimento alla temperatura ambiente.

σ = E × ε

dove E è il modulo elastico del composito, e ε è la tensione residua. Il ceppo residuo può essere stimato utilizzando la differenza di coefficienti di espansione termica e il cambiamento di temperatura:

ε = (α c - α m) × ΔT

Qui, α c e α m sono i coefficienti di espansione termica per il composito e la matrice, rispettivamente, e ΔT è il cambiamento di temperatura durante la polimerizzazione.

Considerazioni pratiche

Il calcolo accurato delle sollecitazioni residue richiede precise proprietà materiali e dati del ciclo di polimerizzazione. L'analisi degli elementi finiti (FEA) è spesso utilizzata per la modellazione più dettagliata, la contabilità di geometrie complesse e comportamenti materiali.

La gestione delle sollecitazioni residue comporta l'ottimizzazione dei parametri di polimerizzazione e della selezione dei materiali per ridurre al minimo gli stress interni e prevenire difetti come la deformazione o la fessura.