Basalt Twill-kanga mehitamata õhusõidukite rakenduste uuring
BasaltkiudKuidas see on valmistatud, selle struktuur ja kui tugev see püsib
Looduslik ja mittetoksiline materjal basaltkiud toodetakse vulkaaniliste kivimite sulatamise ja tõmbamise teel. Luua basaltkiud, basaltmaaki kuumutatakse umbes 1500 °C-ni, enne kui see plaatina-roodiumi sulamist ketrusdüüside abil pidevateks niitideks tõmmatakse. Basaltkiul on oma geoloogilise päritolu tõttu suurepärased omadused: see talub laia temperatuurivahemikku, kuid selle pidev töö temperatuuril 600 °C ületab enamiku vaigumaterjalide oma ja Klaaskiuds. Basaltkiudude vastupidavus aluselisele ja happelisele keskkonnale tagab selle pikema kasutusea karmides keskkondades, nagu kõrge õhuniiskus ja söövitava gaasi olemasolu, võrreldes mõnede GFRP variantidega.
Twill Weave'i mustrite uurimine
Twill-kudumine annab pikendatud lõime- või koelõnga, mis loob kanga, mis langeb tõhusalt ja istub ideaalselt. Twill-kangad on keerukate kumerate profiilidega mehitamata õhusõidukite osadesse, näiteks õhuvõtuavadesse ja tiivakatetesse, käsitsi paigaldatav kui tavalise koega kangas, mis lihtsustab käsitsi paigaldamist ja vähendab defekte, nagu kortsud või kiudude joondushäired. Selle eeliseks on see, et seda saab kasutada vaakumiga abistatava vaigu infusioonvormimise (VARTM) ja vaigu ülekandevormimise (RTM) puhul.
Toimsstruktuuri mehaanilised eelised seisnevad selles, et selle pikad ujukid vähendavad kiudude kortsumist. Kiu kortsus peaks teoreetiliselt parandama kiudude tõmbetugevuse muundamise efektiivsust, mis võimaldab komposiidil kiudude tugevust täiel määral ära kasutada. Toimsekangastel pole aga nii palju põimitud lõngu kui tavalise koega kangastel, mis kipub kanga täiendava paindlikkuse tõttu nende tasapinnalist nihkemoodulit veidi vähendama.
Twill-struktuuri sünergistlik tugevdav mõju kahjustuste taluvusele: Basaltkiuga tugevdatud polümeer (BFRP) ühendid on juba teadaolevalt väga sitked, mistõttu nende purunemisviisid hõlmavad tavaliselt mitte hapra purunemise, vaid ohutumat kiudude eemaldumist. Selles osas võimendab toimse koe geomeetria seda nähtust veelgi. Toimse kanga laiendatud deformeeritavus annab sellele löögikoormuse korral suure energia neeldumisvõime. Kiudude jaotus ja väikesed plastsed deformatsioonitsoonid hajutavad suuremat löögienergiat. Seega tekitab BFRP loomulik vastupidavus koos selle toimse koestruktuuri tõttu energiat neelava mehhanismiga sünergilise efekti üldisele löögikahjustuste taluvusele, mis suurendab materjali spetsiifilist energia neeldumist. See teeb BFRP toimse kanga suurepäraseks kandidaadiks mehitamata õhusõidukite telikutele või tiibade esiservadele ja lindude kokkupõrgetele või prahile avatud aladele või mis tahes muudele aladele, mis suurendavad oluliselt mehitamata õhusõiduki konstruktsioonilist vastupidavust keerulises töökeskkonnas.
