Karbon fiber kompozitler, yüksek sıcaklık ortamlarında, güç ve hafif özellikleri nedeniyle yaygın olarak kullanılmaktadır. Bu malzemelerin ısıya maruz kaldığı zaman genişletilmesinin mühendislik uygulamaları için temel olduğunu anlamak. Termal genişleme hesaplamaları malzeme davranışını tahmin etmeye ve sıcaklık varyasyonları altında yapısal bütünlüğü sağlamak.

Temelleri Termal genişleme

Termal genişleme, sıcaklığının yükselmesi olarak bir malzemenin büyüklüğüne işaret eder. Sıcaklık artışının katlanarak ölçülmektedir (CTE), hangi bir malzemenin sıcaklık değişikliğine kadar genişlediğini gösterir. Kompozitler için CTE, fiber yönelim ve matris özelliklerine bağlı olarak değişir.

Karbon Fiber Kompozitlerde genişlemeyi hesaplamak

Bir kompozitin toplam lineer genişlemesi, seçmenlerin özelliklerine bağlıdır. Mixs kuralı bir yaklaşım sunar:

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

Nerede:

  • {{L = Uzun Sürede Değişim
  • L0 = orijinal uzunluk
  • α c = CTE of karbon fiber
  • α m = CTE of matrix material
  • V c = fiberlerin hacimsel kısmı
  • V m = matrixin hacimsel kısmı
  • {{T = Sıcaklıkta Değişim

Termal genişlemeyi Etkileyen Faktörler

Çeşitli faktörler karbon fiber kompozitlerin termal genişleme davranışını etkiler. Bunlar fiber yönelim, matris materyali ve sıcaklık aralığı içerir. Fiberlerin Anisotropic özellikleri farklı yönler boyunca farklı genişleme oranlarına neden olabilir.

Tasarım konuları, yüksek sıcaklık uygulamaları için malzeme başarısızlığı veya deformasyonu önlemek için bu faktörler için dikkate almalıdır.