Ievads termoplastisko CF/PEEK kompozītmateriālu slāpēšanas īpašībās.
Daudzi cilvēki, iespējams, joprojām atceras kādu savulaik pētīto rakstu par tiltu Anžē pilsētā, Francijā, kas sabrūk, karavīriem soļojot unisonā, izraisot rezonansi. Rakstā tika minēts fizikas termins, ko sauc par "rezonansi". Rezonanse ir fiziska parādība, kurā sistēma vibrē ar lielāku amplitūdu noteiktās frekvencēs un viļņu garumos, salīdzinot ar citām frekvencēm un viļņu garumiem. Rūpnieciskajā ražošanā ir arī termins, ko sauc par "mehānisko rezonansi", kas attiecas uz ievērojamu vibrācijas amplitūdas pieaugumu mehāniskā sistēmā, kad ārējā frekvence ir tuvu sistēmas dabiskajai frekvencei. Kad notiek mehāniskā rezonanse, tā var ietekmēt iekārtu iekšējās sastāvdaļas, potenciāli samazinot iekārtas precizitāti, palielinot noguruma radītos bojājumus un negatīvi ietekmējot turpmākos ražošanas procesus. Smagos gadījumos tas var sabojāt pašu iekārtu vai pat izraisīt ražošanas negadījumus.
Lai neitralizētu mehāniskās rezonanses negatīvo ietekmi, tehniķi var izvēlēties mehāniskās iekārtās ievietot vai iestrādāt materiālus ar labām slāpēšanas īpašībām vai izvēlēties pašu iekārtu ražot, izmantojot materiālus ar labām slāpēšanas īpašībām. Amortizācija attiecas uz fizisku parādību, kurā oscilējoša sistēma vai vibrācijas sistēma tiek kavēta, lai laika gaitā izkliedētu enerģiju, lai mazinātu vibrāciju ietekmi. Sveķu matricas materiāli pēc būtības ir labi slāpējoši materiāli, un, tā kā oglekļa šķiedras kompozītmateriālos plaši tiek izmantotas sveķu matricas, tiem ir arī pienācīgas slāpēšanas īpašības. Tomēr to izcilās izturības un moduļa priekšrocību dēļ amortizācijas raksturlielumi bieži tiek ignorēti. Šodien mēs iepazīstināsim ar dažiem pašlaik populārajiem termoplastiskajiem CF/PEEK kompozītmateriāliem, lai noskaidrotu, vai to amortizācijas īpašības ir izcilākas.
Ievads termoplastisko CF/PEEK kompozītmateriālu slāpēšanas īpašībās:
Amortizācijas koeficients: slāpēšanas koeficients ir materiāla spējas izkliedēt enerģiju rādītājs, ko parasti izsaka attiecības formā. Termoplastisko CF/PEEK kompozītmateriālu slāpēšanas koeficients parasti svārstās no {{0}},01 līdz 0,1, ar īpašām vērtībām atkarībā no šķiedru satura un orientācijas.
Temperatūras ietekme: termoplastiskā CF/PEEK amortizācijas veiktspēju ietekmē temperatūra. Netālu no stiklošanās temperatūras (Tg) amortizācijas veiktspēja var ievērojami mainīties, bieži uzrādot labākas enerģijas absorbcijas spējas augstas temperatūras apstākļos.
Frekvences atkarība: termoplastisko CF/PEEK kompozītmateriālu amortizācijas īpašības mainās atkarībā no pielietoto slodžu biežuma. Zemās frekvencēs materiālam var būt labs slāpēšanas efekts, savukārt veiktspēja var samazināties augstākās frekvencēs.
Kā uzlabot termoplastisko CF/PEEK kompozītmateriālu slāpēšanas īpašības:
1. Optimizējiet šķiedras orientāciju un izkārtojumu:Austu audumu vai hibrīdu metožu izmantošana, lai optimizētu šķiedru orientāciju un izkārtojumu, var uzlabot sprieguma sadalījumu un palielināt amortizācijas īpašības.
2. Pielāgojiet šķiedras saturu:Šķiedru tilpuma daļas pielāgošana, neapdraudot mehānisko veiktspēju, un atbilstošas attiecības atrašana var efektīvi uzlabot slāpēšanas īpašības.
3. Piedevas un pārveidotāji:Amortizatoru vai modifikatoru (piemēram, gumijas daļiņu vai viskoelastīgo materiālu) iekļaušana termoplastiskajā matricā var uzlabot enerģijas absorbciju un uzlabot amortizācijas veiktspēju.
4. Izmantojiet slāņu veidošanas paņēmienus:Daudzslāņu struktūras ieviešana ar dažādiem materiāliem, piemēram, slāņu apvienošana ar dažādu stingrību un amortizācijas īpašībām, var uzlabot kopējo enerģijas izkliedi.
5. Virsmas apstrāde:Virsmas apstrādes vai pārklājumu uzklāšana, lai uzlabotu saskarnes saikni starp šķiedrām un matricu, var uzlabot enerģijas pārnesi un amortizācijas īpašības, pateicoties labākai saķerei.
6. Apstrādes paņēmienu izvēle:Eksperimentēšana ar dažādām apstrādes metodēm, piemēram, iesmidzināšanu, presformēšanu vai 3D drukāšanu, var ietekmēt šķiedru orientāciju un sadalījumu, tādējādi ietekmējot amortizācijas veiktspēju.
7. Ražošanas temperatūras optimizācija:Kompozītmateriālu projektēšana konkrētiem temperatūras diapazoniem un materiālu viskoelastīgās uzvedības izpratne dažādās temperatūrās var palielināt amortizācijas veiktspēju.
8. Sajaukšana ar citiem kompozītmateriāliem:Apvienojot oglekļa šķiedras ar citiem šķiedru veidiem (piemēram, stikla šķiedrām vai dabīgām šķiedrām), lai izveidotu hibrīdus kompozītmateriālus, var tikt ieviestas papildu slāpēšanas īpašības, vienlaikus saglabājot izturību.
9. Nanomateriālu iekļaušana:Nanopildvielu (piemēram, oglekļa nanocauruļu, grafēna) iekļaušana matricā var uzlabot mehānisko veiktspēju un nodrošināt papildu ceļus enerģijas izkliedēšanai, tādējādi uzlabojot slāpēšanas īpašības.
Termoplastisko CF/PEEK kompozītmateriālu slāpēšanas īpašības nav unikālas. Termoplastiskie sveķi, piemēram, poliamīds (PA) un polipropilēns (PP), var arī nodrošināt labu slāpēšanas efektu, un lieliska enerģijas absorbcijas iedarbība ir labvēlīga drošības uzlabošanai. Svarīgs termoplastisko CF/PEEK kompozītmateriālu pielietojuma virziens ir automobiļu ražošanā. Termoplastisko oglekļa šķiedras kompozītmateriālu pievienošana uzlabo enerģijas absorbcijas efektu, tieši palielinot transportlīdzekļa pasažieru drošību. Tas ir arī svarīgs iemesls, kāpēc augstas klases modeļos jauno enerģijas transportlīdzekļu nozarē, piemēram, WM Motor U9, Hozon Auto SSR un Xiaomi SU7 Ultra, ir izmantoti oglekļa šķiedras kompozītmateriāli.
