Контролери вуглецевих волокон широко використовуються в високотемпературних середовищах завдяки їх міцності і легковаговикам. Розуміння, як ці матеріали розширюються при впливі тепла є важливим для інженерних додатків. Розрахунок теплових розширень допомагають прогнозувати поведінковий матеріал і забезпечити структурну цілісність при перепадах температур.

Основи терморозширювальної

Теплове розширення відноситься до збільшення розмірів матеріалу, що його температура підвищується. Воно кількісно регулюється коефіцієнтом теплового розширення (CTE), що свідчить про те, скільки матеріалу розширюється за ступенем зміни температури. Для композитів CTE змінюється в залежності від особливостей орієнтації волокна і матричних властивостей.

Розрахунок розширення розширювального розчину вуглецевого волокна

Загальна лінійна розширення композиту залежить від властивостей його складових. Правило сумішей забезпечує апроксимацію:

ΔL = L0 × (α c × V c + α m × V m) × ΔT

Де:

  • ΔL = зміна довжини
  • L0 = початкова довжина
  • α c = КТЕУ вуглецевого волокна
  • α m = CTE матричних матеріалів
  • V c = об'ємна частка волокон
  • V m = об'ємна дробиця матриці
  • ΔT = зміна температури

Фактори, що впливають на теплову розширювальну здатність

Кілька чинників впливають на теплопередачі вуглецевих волокон. До них відносяться орієнтація волокон, тип матричних матеріалів, а також температурний діапазон. Анісотропні властивості волокон можуть викликати різні швидкості розширення по різних напрямках.

Урахування матеріалів необхідно враховувати для запобігання збою матеріалу або деформації в високотемпературних додатках.