لوله های فیبر کربن ، چه گرد و چه مربعی ، شگفتی از وزن مهندسی مدرن و در عین حال قوی ، همه کاره و در عین حال دقیق. هستند اما شکل آنها فقط به نظر نمی رسد. این به طرز چشمگیری بر عملکرد ، تولید و برنامه های دنیای واقعی تأثیر می گذارد . بیایید اختلافات را کشف کنیم .
بازی هندسه
لوله های گرددر دست زدن بهاسترس یکنواخت. مقطع دایره ای آنها فشار را به طور مساوی از همه جهات توزیع می کند ، و آنها را برای کارهای سنگین پیچش مانند شفت های روتور هلیکوپتر یا پست های صندلی دوچرخه ایده آل می کند.}} منحنی های صاف همچنین مقاومت هوا را به حداقل می رسانند ، یک دلیل اصلی چرا قفس های اتومبیل مسابقه و بازوهای سرنشین را به نفع پروفایل های دور {4} {}
لوله های مربع، با طرفین مسطح و زاویه های درجه90- ، درمدیریت بار جهت دار.} گوشه ها به عنوان سفت کننده های طبیعی عمل می کنند ، به آنها اجازه می دهد تا در امتداد محورهای خاص بهتر مقاومت کنند . این باعث می شود لوله های مربع انتخابی را انتخاب کنند تا چارچوب های ساختاری را انتخاب کنند-به بازوهای رباتیک فکر می کنند ، پانل های خورشیدی یا اجزای سفارشی باید به طور پاک با هم چسباند.
اسرار قدرت
در حالی که هر دو شکل نسبت قدرت به وزن به وزن فیبر کربن را اهرم می کنند ، عملکرد آنها تحت استرس متفاوت است:
لوله های گرد: برتر درسفتی پیچشی.
لوله های مربع: بهتر درمقاومت در برابر خمش. هندسه آنها تا 15 ٪ استحکام خمشی بالاتر را فراهم می کند وقتی نیرو عمود بر روی صورت مسطح اعمال می شود .
امور تولید
تولید لوله های فیبر کربن رقص گرما و فشار است:
لوله های گرد: اغلب از طریق ساخته شده استسیم پیچ رشتهرشته های کربن در اطراف یک mandrel چرخان.} این روش ضخامت دیواره سازگار و تراز فیبر .}}
لوله های مربع: به طور معمول با استفاده ازقالب گیری فشرده سازی. لایه های پارچه کربن به یک قالب مربع فشرده می شوند ، که اگر با دقت مهندسی نشده باشد ، می تواند نقاط ضعف در گوشه ها ایجاد کند.
این توضیح می دهد که چرا لوله های گرد به طور کلی 10-15 ٪ ارزان تر برای تولید در مقیاس .
انتخاب های دنیای واقعی
چه موقع دور برویم:
قطعات چرخان (پروانه ها ، شفت های درایو)
برنامه های آیرودینامیکی (قاب های دوچرخه ، هوافضا)
سیستم های مایع فشار قوی (خطوط هیدرولیکی)
چه موقع به مربع بروید:
ساختارهای مدولار (قاب های ایستگاه کاری ، شاسی هواپیماهای بدون سرنشین)
اتصالات تحمل بار (مبلمان ، پشتیبانی معماری)
سطوح نصب (سکوهای دوربین ، نگهبانان ماشین آلات)
لبه ترکیبی
مبتکران در حال ترکیب هر دو جهان.} به عنوان مثال ، لوله های بیضی با سهولت نصب مربع ها ، آیرودینامیک دور را ادغام می کنند ، در حالی که لوله های شش ضلعی سفتی چند محوره را ارائه می دهند . 3 اتصالات فیبر کربن پر رنگ اکنون اجازه می دهند مهندسان شکل را در یک مونتاژ مخلوط کنند {4} 4
یادداشت نهایی
انتخاب بین دور و مربع در مورد "بهتر" نیست-این در مورد تطبیق هندسه با فیزیک پروژه شما است {1} tube لوله های گرد در محیط های پویا و چرخان آواز می خوانند. لوله های مربع لنگر استاتیک ، بارهای چند جهته. in در جهان فیبر کربن ، شکل فقط شکل نیست-عملکرد آن به کمال مهندسی شده است .
