EN
Чанарын хүч: Карбон шидэний эрчим хүчийн үндэс
Молекулын байгууламж ба их эрчим хүч
Яагаад үнэхээр нүүрстөрөгчийн шилэн даавуу ийм ч хатуу юу? Түүний молекулын бүтцийг л харна уу. Эдгээр ширхэг нь хүчтэй нүүрстөрөгч-нүүрстөрөгчийн холбоогоор холбогдсон урт нүүрстөрөгчийн атомын гинжнээс тогтоно. Түүний доторх графитийн бүтэц нь энэ гайхалтай бат бөх байдлыг бий болгодог. Молекулын түвшинд бүтэц нь зөвхөн бат бөх байдал, нугалаач чанарыг бий болгохын тулд сайн зохицож байна. Судалгаанууд нүүрсний ширхэг нь ган, хуванцар шиг энгийн материалыг давж гарч байгааг тасралтгүй харуулж байна. Жишээ нь ган 500 МПа-ийн хүчийг тэснэ. Харин нүүрсний ширхэгийн хувьд энэ тоо 4000 МПа-аас дээш байдаг. Инженерүүд олон төрлийн ажилд хөнгөн, хамгийн бат байх зүйл хэрэгтэй үед нүүрсний ширхэгийг ашиглахыг дурддаг нь ч гайхах зүйл биш юм.
Бүтээгдэхүүн системд хүчийн хуваарилалтын механик
Нийлмэл системд ачааллыг тэгш хуваарилахад нүүрстөрөгчийн ширээ маш чухал үүрэг гүйцэтгэдэг бөгөөд энэ нь хэн ч хүсэхгүй байгаа цэгийн дутагдал үүсэхээс сэргийлдэг. Нүүрстөрөгчийн ширэвчийг нийлмэл материалын дотор байрлуулахдаа жинийг бүх бүтцийн дагуу тархуулж, нэг цэгт төвлөрүүлэхгүй байна. Энэ нь бүх бүтцийн дагуу стрессыг тэгш хуваарилах боломжийг олгодог бөгөөд үүнээс бүх зүйл урт хугацаанд үргэлжилдэг. Ихэнх инженерүүд нүүрстөрөгчийн ширээний бат бөх бүтэц зохих ёсоор ажиллавал ачааллыг маш сайн тэгш хуваарилдагтай танил байдаг. Хэрэв хэн нэгэн энэ үзэл баримтлалыг эсэргүүцэж байвал аэрохолбоо болон жин чухал байдаг автомашины салбарт CFRP материалын хүч чадлыг үзүүлж буйг нотолгоо болгож болно. Porsche-ийн 918 Spyder загварыг жишээ болгон авч үзье. Түүний CFRP монокок хүрээ нь жолооны нөхцөл байдалд олон төрлийн динамик ачааллыг даадаг тул нүүрстөрөгчийн ширээг ашиглан зүйлсийг зэрэг хөнгөн бөгөөд бат бөх болгож чаддагтай танилцуулж байна.
Зөрчихээртэй тулгарах: Структурын тогтвортой байдалыг нэмэгдүүлэх
Давтамжийг тулгарахад ашигладаг бусад байгуулалт
Нүүрстөрөгчийн ширхэгээр бэхжүүлсэн материалуудаас сайн чанарын түүшилтийн эсэргүүцэл авах нь зуурмаг холболтын аргуудыг хэр зэрэг сайн ашигласнаас хамаарна. Энд хоёр гол арга байдаг: механик аргууд ба нүүрстөрөгчийн ширхэгүүдийг тодорхой гадаргууд бат бэх нэгтгэн наалдуулах химийн эмчилгээний аргууд. Гадаргууг бэлтгэх ажил нь түүшилтийн бат бөх байдлыг тодорхойлох чухал үе шат юм. Судалгаагаар тогтоогдсон байдлаар гадаргууг зохих ёсоор бэлтгэснээр үүсэх холболт нь илүү сайн ажилладаг байна. Жишээлбэл, элсээр цахилгаан эмчилгээ хийх нь нийтлэг аргуудын нэг бөгөөд лабораторийн туршилтууд нь эмчлэгдсэн гадаргуу нь эмчлээгүй гадаргуутай харьцуулахад холболтын бат бөх байдал нь дунджаар 40%-иар нэмэгддэгийг харуулжээ. Ямар төрлийн зуурмаг ашиглаж байгаа нь чухал бөгөөд учир нь өөр өөр зуурмагууд нь стрессыг дамжуулахдаа өөр байдаг. Эпоксид смолууд нь даралтанд тэсвэртэй байх чадвараараа ялгардаг тул инженерүүд ихэвчлэн төсөл бүрийн шаардлагад хамгийн сайн тохирох зуурмагийг сонгохын тулд янз бүрийн зуурмагны хувилбаруудыг харьцуулан судалдаг.
Зөвхөн зүүн хүчний үр дүн
Барилгын бүтэц дээр нэмж карбон ширхэг оруулах нь түүнийг хүчтэй шуурга эсвэл газар хөдлөлт шиг хажуугийн чиглэлд үйлчилж буй хүчнүүдэд тэсвэх чадварыг нь ихэсгэнэ. Яагаад гэвэл карбон ширхэг нь маш их бат бөх бөгөөд ачааллыг нэг цэгт төвлөрүүлэхийн оронд илүү том талбайд тэгш хуваарилдаг чанартай. Үүнийг бодит амьдралд хэрэглэснээр ч баталж болно. Сүүлийн үед цунхагийн шуургаар гэмтсэн олон давхар барилгыг авч үзвэл карбон ширхэгээр бэхжүүлсэн нь бусдаас хамаагүй сайн байжээ. Энэ салбарт ажилладаг инженерүүд ихэнхдээ карбон ширхэг нь хажуугийн ачааллыг тэсвэх чадвартай тул тодорхойлж зааж байгаа юм. Мөн салбарын мэдээллээр карбон ширхэгээр бэхжүүлсэн барилга нь энгийн материал ашигласан барилгаас хажуугийн хүчний эсрэг 30% сайн ажилладаг байна. Ийм дэвшил нь одоо архитекторууд зураг төсөлдөө карбон ширхэгийг бүх л боломжоор тусгаж эхэлсний шалтгаан юм.
Хатуу бодлогын цаасанд хүрээлэнгийн үргэлжлэлийг буцааж авах
Микро цаасанд эласт татсан механизм
Нүүрстөрөгчийн ширмийн уян хатан чанар нь бага зэргийн трещинуудыг тархахаас сэргийлж, бүтцийг илүү урт хугацаанд аюулгүй байлгана. Нийлмэл материалын хольц болгон хэрэглэсэн нүүрстөрөгчийн ширмийн ширхэг нь ачааллыг шингээж, материалын нийт дагуу тархуулж чаддаг бөгөөд энэ нь трещин үүсэх магадлалыг бууруулдаг. Сүүлийн үеийн туршилтууд нүүрстөрөгчийн даавуу нь туршилтын материал дотор трещин үүсэхийг сэргийлэхэд үнэхээр үр дүнтэй ажилладгийг харуулсан бөгөөд инженерүүд чухал бүтцийн ажлуудад энэхүү материалд тулгуурладаг. Энэ нь практикт барилга, гүүр болон онгоцны хэсгүүд зэрэг зүйлсийн хувьд маш их ач холбогдолтой юм. Трещинууд тархахгүйгээр бүтцийг илүү урт хугацаанд бат бөх байдалтай, аюулгүй байлгаж чадна.
Харагдах үеийн fiber alignment стратеги
Зөөлөн эдийг зөв эгнүүлэх нь найрлагын материалыг гэмтэлд нь тэсвэртэй байлгахад чухал үүрэг гүйцэтгэнэ. Хэрэв зөв хийгдсэн бол энэ эгнүүлэлт нь таталтын бат бөх байдлыг нэмэгдүүлэх болон материалын трещин үүсэлтэнд тэсвэртэй байх чадварыг сайжруулна. Үйлдвэрлэгчид ихэвчлэн нарийн чиглэлд зөөлөн эдийг байршуулах, давхарлан бүтээцийг ашиглан эдгээр давуу талуудыг олохыг оролддог. бҮТЭЭГДЭХҮҮН . Судалгаа нь энэхүү тогтоцд хүрэлцэхэд зүүн ээлжинд нь яг тодорхой харагдаж байна. Дагуу чиглэлд нь байрласан ширхэг нь трещин үүсэх, тархахаас сэргийлэхээс гадна бат бөх байдлыг нь ихээр нэмэгдүүлдэг. Зөв ширхэг байрлуулахдаа ээлжлэх үеийн таталтыг тогтвортой байлгах, өнцгүүдийг нарийн хянах нь бүх зүйлийг хамгийн сайн ажиллуулахад тусдаг. Механикаар бат бөх болгохоос гадна зохимжтой байршил нь эхнээс нь хор хөнөөл үүсэхээс сэргийлдэг. Энэ нь нүүрстөрөгчийн ширхэг ашиглан баталгаажуулсан бүтцийн хувьд урт хугацаанд үйлчилдэг гэсэн үг юм. Иймд агаарын онгоцны инженерүүд үйлдвэрлэл явуулж байхдаа эдгээр дэлгэрэнгүй мэдээллээр ихээр анхаардаг.
Урт хугацаатай үндэслэх чадвар ба орчин ухаанд хандах чадвар
Алкаалин орнуудад хамгаалах чадвар
Нүүрстөрөгчийн ширмийн даавуу нь шүлтлэг орчинд тэсвэртэй байх чадвартай тул бетон бүтцийг бэхжүүлэхэд сайн сонголт юм. Ган шиг уламжлалт материалын хувьд хугацааны дараа исэлддэг боловч нүүрстөрөгчийн ширмийн даавуу эвгүй химийн бодисын нөлөөнд ч хүчтэй хэвээр байна. Энэ материалд хийсэн судалгаа нь энэ төрлийн хүнд нөхцөл байдалд орж байгаа үед олон сөрөг хувилбаруудаас илүү сайн үзүүлэлт өгсөн байдаг. Нүүрстөрөгчийн ширмийн даавуу исэлдэхгүй байх нь бүтцийн амьдралыг уртасгаж, хугацааны туршид үйлчилгээний зардлыг бууруулна. Үүнээс гадна барилгын дүрэм журам болон инженерийн стандартуудад одоо нийлмэл материалын корроз өөд тэсвэртэй байх чадварыг шалгах туршилтуудыг тусгасан бөгөөд энэ нь барилгын төслүүдэд нүүрстөрөгчийн ширмийн шийдэл өргөнөөр нэвтрэхэд тусалж байна.
Тэмпературчдын хязгаартай харилцан байх чадвар
Барилгын ажилд нүүрстөрөгчийн ширээг яагаад тийм чухал гэж үзэх вэ? Түүний гайхалтай дулааны тогтвортой байдлыг харцгаая. Нүүрстөрөгчийн ширээсээс бусад олон материалуудтай харьцуулахад дулаан буурах, ихсэх үед ч бат бөх чанарыг нь алдалгүйгээр хэвээр нь хадгалж чаддаг. Энэ нь цаг агаарын хурдан өөрчлөлттэй бүс нутагт баригдаж буй барилгын хувьд маш чухал. Хэдэн жилийн туршид хийгдсэн шинжилгээ нь энэхүү материалтай холбоотойгоор сонирхолтой зүйлийг харуулжээ. Хэдийгээр хэдэн удаа хөлдөөт хүйтэн, халуун цаг агаарын нөлөөнд өртсөн ч нүүрстөрөгчийн ширээний уртлах бат бөх чанар болон хатанги үзүүлэлт бараг алдагдаж байгаагүй юм. Зарим лабораторийн үр дүнгээс харахад мянган удаагийн дулааны циклд оруулсны дараа 2%-иас бага эвдрэл үүссэн байна. Дүгнэж хэлвэл, нүүрстөрөгчийн ширээгээр хийсэн барилгууд нь хугацааны явцад хэлбэр, үйл ажиллагаагаа хадгалж чаддаг бөгөөд инженерүүд мөн төрлийн хүнд нөхцөл бүхий бүтцийн хэсэг болох гулгуурын дээвэр, нисэх онгоцны байр, бусад чухал инфраструктурын ажлын хувьд түүнийг сонгож байгааг илтгэнэ. Одоогоор цаг агаарын өөрчлөлт нь илүү үл мэдэгдэх болон хүчтэй болж ирж байгаа тул нүүрстөрөгчийн ширээ нь дулааны хамгийн хүчтэй өөрчлөлтөнд тэсвэрлэх чадвартай байгаа нь одоо баригдаж буй барилгын ирээдүйд тэсвэртэй байх боломжийг олгож байна.
Нүүрстөрөгчийн шилэн даавуу эргэн тогтмол хөдөлгөөнүүдийг олгоход зориулж, шинэ үеийн инженерчлэлийн асуудлуудад хүчирхэг бөгөөд эрдэнэ цагдаатай сонголтыг гаргаж өгнө.
Барилгын дээвэрлэх үйл ажиллагааны нягтрал
Цагаан тээврийн дээвэрлэх тухай тохиолдол судалгаанууд
Улсын дайрсан олон голын хөндий цутгамал эдэлбэрийг ашиглан сайжруулах ажлуудын дүнд шинэ амьсгал авч байна. Энэ бэхжүүлэх арга нь голын хөндийг бүх төрлийн хүчтэй хүчин зүйл болон цаг агаарын нөхцөлд тэсвэлтгүй болгодогийг бодит жишээнүүд нь харуулж байна. Өнгөрсөн жил асар их сайжруулалт шаардсан хуучин голын хөндийг жишээнээс нь дурдвал, ихэнх нь маш хөнгөн бөгөдэ эрч хүч ихтэй байдлаар нэмэлт бэхжүүлэлт хийсэн юм. Инженерүүд хөндийн бүтцийн хагарал үүсдэг гол хэсгүүдэд энэ материал ашигладаг. Дараа юу болдог вэ? Тэд голын хөндийн анхны жин дээрх хязгаарыг үнэлж, дараа нь тэр хязгаарыг аюулгүй байдлаар нэмэгдүүлэхийн тулд хаана нэмэлт давхар цутгамал эдэлбэрийг нэмэхийг тодорхойлдог. Үр дүн нь тодорхой байна. Голын хөндий урт хугацаагаар үлдэх, илүү их жүлжин тээвэрлэх, цаашид бага засвар шаардах болно. Өөрөөр хэлбэл, цутгамал эдэлбэрийг инженерүүд илүү их жинтэй материалыг ашиглан илүү бат бөх бүтэц байгуулдаг. Энэ нь бат бөх байдал нэмэгдэхээс гадна засварын зардлыг багасгах, замын хаалтыг цөөлөх боломжийг олгодог нь судалгаагаар батлагдсан байна. Энэ нь цутгамал эдэлбэрийг орчин үеийн инфраструктур хэрэгцээнд шийдвэрлэх чухал хэрэгсэл болгож байна.
Урт төмөр баригчдын сүлжээний үндсэн зохицуулалт
Нүүрстөрөгчийн ширмийн даавуу нь дээврийн барилгыг газар хөдлөлтөөс хамгаалах зориулалттай материал болон хувьсаж, бүтцийн бэхжүүлэгт сайн тус болж байна. Энэ материал нь хүчтэй бөгөөд хэрэглээнд тохиромжтой бөгөөд газар хөдлөлтийн долгионуудыг хүлээн авах үед барилгыг зогсоож байж чадна. Олон орчин үеийн цамхагт нүүрстөрөгчийн ширмийг байгуулалтын техникийн шаардлаганд нь оруулж эхэлснээр тэдгээрийг хөдөлгөөнтэй үед илүү аюулгүй байран болгож байна. Инженерүүд эдгээр бэхжүүлгийг ихэвчлэн хүч нөлөөлдөг гол цэгүүдэд хэрэглэдэг - багана, балка, суурь гэх мэт. Нүүрстөрөгчийн ширмийг ийм үр дүнтэй болгож буй юу вэ? Чанарын хувьд түүний үрэвсэлд тэсвэлт нь газар хөдлөх үеийн хортой хэлбэлзлийг түр зуур татан авдаг тул их трещин эсвэл хугарал үүсэхээс сэргийлдэг. Дэлхийн олон улсын иргэний байгууламжийн инженерийн тасгуудын судалгаанууд энэ материалын практик ашиглалтын үр дүнг баталж байгаа бөгөөд даралтанд тэсвэртэй байх чадварыг нь харуулж байна. Түүнчлэн нүүрстөрөгчийн ширмээр шинэчилсэн барилгын ногоон барилгын мөнгөн урамшуулал илүү сайн байдаг бөгөөд ирээдүйд засвар үйлчилгээ цөөн шаарддаг. Мөргөлдөөний шугамын дагуу байрласан хотуудад нүүрстөрөгчийн ширмээр шинэчлэх нь зөвхөн аюулгүй байдлын дүрмийг биелүүлэхээс хэтрүүлэн амьд капиталыг байгалийн таамаггүй хүчнээс хамгаалахын тулд шаардлагатай практик болон хувирч байна.
