કાર્બન ફાઇબર ટ્યુબની યાંત્રિક શક્તિ

          કાર્બન ફાઇબર સંયુક્ત સામગ્રીમાં વિશિષ્ટ અને શ્રેષ્ઠ ગુણધર્મો છે જેમ કે હલકો વજન, સારી જડતા, ઉચ્ચ ચોક્કસ શક્તિ, ઉચ્ચ વિશિષ્ટ મોડ્યુલસ, ઉચ્ચ તાપમાન પ્રતિકાર, સારી થાક પ્રતિકાર અને ડિઝાઇનની ક્ષમતા. આ સામગ્રીમાંથી બનેલા ઘટકો અથવા માળખામાં માત્ર પરંપરાગત વજન હોય છે. 80% સામગ્રી. તાજેતરના વર્ષોમાં, એરોસ્પેસ, ઑફશોર પ્લેટફોર્મ્સ, પાણીની અંદરની રચનાઓ, દબાણ જહાજો અને અન્ય ક્ષેત્રોમાં ઘાયલ CFRP પાઈપોની ઘણી એપ્લિકેશનોને કારણે, ફિલામેન્ટ ઘા CFRP પાઈપો અને દબાણ જહાજોની ડિઝાઇન અને યાંત્રિક ગુણધર્મો દેશ અને વિદેશમાં સંયુક્ત સામગ્રી બની ગયા છે. માળખાકીય સંશોધનમાં હોટસ્પોટ.

          અમે પ્રયોગો દ્વારા CFRP પાઈપોની મજબૂતાઈની લાક્ષણિકતાઓનો અભ્યાસ કર્યો, જેણે સિવિલ એન્જિનિયરિંગમાં CFRP પાઈપોના વધુ ઉપયોગ માટે સારો પાયો નાખ્યો. પરીક્ષણ નમુનાઓની તૈયારી પરીક્ષણ નમૂનાઓ માટે વપરાયેલ સામગ્રી T700SC કાર્બન ફાઇબર (ટોરે કંપની, જાપાન) અને ઇપોક્સી રેઝિન છે. રેસા રેખાંશ અને પરિઘમાં નાખવામાં આવે છે. રેખાંશ તંતુઓ મુખ્યત્વે તાણ અને સંકુચિત પ્રતિકાર પ્રદાન કરે છે; મજબૂત અને આકસ્મિક ટ્રાન્સવર્સ શીયર માટે પ્રતિરોધક, લેઅપ પદ્ધતિ (0°, 90°) s છે.

          CFRP પાઇપના કમ્પ્રેશન પ્રયોગ દ્વારા મેળવેલા તાણ-તાણ વળાંકનું અવલોકન કરીને, એવું જણાયું છે કે આ સામગ્રીમાંથી બનેલી CFP પાઇપ ઉત્તમ સંકુચિત શક્તિ ધરાવે છે, સરેરાશ તાકાત 230MPa છે, અને તાણ 5.2×10^-3 સુધી પહોંચે છે. પ્રયોગમાં, નિષ્ફળતા લોડના 80% સુધી લોડ કરતા પહેલા લગભગ કોઈ દૃશ્યમાન ફેરફાર થયો ન હતો, અને જ્યારે તે નિષ્ફળતાના ભારના 80% સુધી પહોંચ્યું, ત્યારે એક કર્કશ અવાજ સંભળાયો, તે સમયે રેઝિન ક્રેક કરવાનું શરૂ કર્યું. નિષ્ફળતા અચાનક આવી, અને હિંસક તોડવાનો અવાજ સંભળાયો, જે બરડ નિષ્ફળતાનો હતો. ક્રોસ-સેક્શનનું અવલોકન કરીને, રેઝિન તિરાડ હતી, અને તે જાણવા મળ્યું હતું કે હૂપ રેસા તૂટી ગયા હતા અને રેખાંશ તંતુઓ તૂટી ગયા હતા. આ બતાવે છે કે જ્યારે CRP પાઇપ સંકુચિત થાય છે, ત્યારે ભાર મુખ્યત્વે મેટ્રિક્સ દ્વારા ઉઠાવવામાં આવે છે, અને તેની મજબૂતાઈ મેટ્રિક્સની મજબૂતાઈ પર આધારિત છે.

          CFRP ટ્યુબના તાણ પરીક્ષણમાંથી મેળવેલા તણાવ-તાણ વળાંકનું અવલોકન કરો. કમ્પ્રેશન પ્રયોગના તાણ-તાણ વળાંકની તુલનામાં, એક મોટો તફાવત છે. તાણના ડેટાનું પૃથ્થકરણ કરીને, તે જોઈ શકાય છે કે જ્યારે નમુનાનું વિરૂપતા તાણ 0.005 સુધી પહોંચે છે, ત્યારે કર્કશ અવાજ બહાર આવે છે, અને રેઝિનમાં ઝીણી તિરાડો પડવા લાગે છે, પરંતુ તેને નરી આંખે જોઈ શકાતી નથી; જ્યારે તાણ લગભગ 0.015 સુધી પહોંચે છે, ત્યારે રેઝિન ટેન્સાઇલ વિભાગ પર મોટી શ્રેણી ધરાવે છે. ક્રેકીંગ, ખંડિત રેઝિન કામ છોડી દે છે, અને ભાર મુખ્યત્વે ફાઇબર દ્વારા વહન કરવામાં આવે છે; ભાર સતત વધતો જાય છે, પરંતુ નમૂનાનું વિરૂપતા ઝડપથી વધે છે, અને જડતા અધોગતિ ખૂબ જ સ્પષ્ટ છે; જ્યાં સુધી ફાઇબર તૂટી ન જાય ત્યાં સુધી નમૂનો ક્ષતિગ્રસ્ત થાય છે. જ્યારે તૂટી જાય છે, ત્યારે CFRP પાઇપની તાણ શક્તિ 800MPa કરતાં વધુ હોય છે, અને તાણ 0.03 જેટલો મોટો હોય છે, જે દર્શાવે છે કે CFRP પાઇપમાં સારા તાણ ગુણધર્મો છે.

         સ્ટીલની તુલનામાં, CFRP પાઇપમાં ઓછા વજન અને ઉચ્ચ શક્તિની લાક્ષણિકતાઓ છે. ખાસ કરીને, તાણ શક્તિ 800MPa થી વધુ છે. જો કે, CFRP સામગ્રી બરડ સામગ્રી છે, અને સંકોચન નિષ્ફળતા સ્પષ્ટ બરડ અસ્થિભંગ લાક્ષણિકતાઓ દર્શાવે છે. જ્યારે CFRP પાઇપનો તાણ લગભગ 0.015 ની અંદર હોય છે, ત્યારે તણાવ-તાણ વળાંક રેખીય રીતે બદલાય છે. રેઝિનના દૃશ્યમાન તિરાડ સાથે, પાઇપની જડતા ગંભીર રીતે અધોગતિ થાય છે, અને વિરૂપતા તીવ્રપણે વધે છે.