炭素繊維複合材の残留応力は、熱膨張と硬化収縮の差による硬化過程で発生します。これらのストレスを計算する方法を理解することは、最終製品の構造的完全性と性能を保証するために不可欠です。

工場は残りのストレスに影響を与える

いくつかの要因は、硬化中に複合材の残留応力の大きさに影響を与えます。これらには、材料の熱膨張係数、温度の硬化、および硬化サイクルの持続時間が含まれます。これらのパラメータの変動は、材料内の不均等なストレス分布につながることができます。

残留ストレスの計算

計算は、通常、硬化温度から室温までの冷却中に発生する熱株を理解することを含みます。残留応力(σ)の基本的な式は次のとおりです。

σ = E × ε]

E が複合体の弾性係数であり、 ε は残留株です。残留株は熱膨張係数と温度変化の違いを使用して推定することができます。

ε = (α c - α m)×ΔT

ここでは、α cとα mは、複合体とマトリックスの熱膨張係数であり、それぞれΔTは硬化中の温度変化です。

実践的検討

残留応力が正確に計算するには、正確な材料特性とサイクルデータを硬化する必要があります。 有限要素分析(FEA)は、より詳細なモデリング、複雑な幾何学的および材料の動作を考慮するために使用されます。

残留応力を管理するには、硬化パラメータや材料の選択を最適化し、内部のストレスを最小限に抑え、歪みや割れなどの欠陥を防ぐことができます。