बॅसाल्ट ट्विल फॅब्रिकच्या UAV अनुप्रयोगांवरील संशोधन

बेसॉल्ट फायबरते कसे बनवले जाते, त्याची रचना आणि ते किती काळ टिकते

नैसर्गिक आणि बिनविषारी सामग्री बॅसाल्ट फायबर ज्वालामुखी खडक वितळवून आणि ओढून तयार केले जाते. तयार करण्यासाठी बॅसाल्ट तंतूबेसॉल्ट धातुक सुमारे १५००°C पर्यंत तापवले जाते आणि त्यानंतर प्लॅटिनम-ऱ्होडियम मिश्रधातूच्या स्पिनरेटमधून त्याचे अखंड धागे ओढले जातात. बेसॉल्ट फायबरमध्ये त्याच्या भूवैज्ञानिक उत्पत्तीमुळे उत्कृष्ट गुणधर्म असतात: ते तापमानाची विस्तृत श्रेणी सहन करते, परंतु ६००°C तापमानावर त्याची अखंड कार्यक्षमता बहुतेक रेझिन मॅट्रिक्सपेक्षा जास्त आहे. ग्लास फायबरबेसाल्ट फायबरचा अल्कधर्मी आणि आम्लधर्मी वातावरणाला असलेला प्रतिकार, जीएफआरपीच्या काही प्रकारांच्या तुलनेत, उच्च आर्द्रता आणि क्षरणकारी वायूंची उपस्थिती यांसारख्या कठोर वातावरणात त्याचे विस्तारित सेवा आयुष्य सुनिश्चित करतो.

ट्विल विणकाम नमुन्यांचा अभ्यास

ट्विल विणीमुळे ताणे किंवा बाणे लांबट होतात, ज्यामुळे कापड प्रभावीपणे लटकते आणि अंगावर अचूक बसते. ट्विल फॅब्रिक्स एअर इनटेक आणि विंग फेअरिंगसारख्या जटिल वक्र प्रोफाइल असलेल्या UAV भागांमध्ये, साध्या विणीच्या कापडांपेक्षा हे हाताने पसरवणे सोपे असते आणि यामुळे हाताने पसरवण्याची प्रक्रिया सुलभ होते व सुरकुत्या किंवा तंतूंची चुकीची मांडणी यांसारखे दोष कमी होतात. याचा फायदा असा आहे की याचा वापर व्हॅक्यूम असिस्टेड रेझिन इन्फ्युजन मोल्डिंग (VARTM) आणि रेझिन ट्रान्सफर मोल्डिंग (RTM) मध्ये केला जाऊ शकतो.
ट्विल रचनेचे यांत्रिक फायदे असे आहेत की, त्यातील लांब धागे तंतूंची पीळ कमी करतात. सैद्धांतिकदृष्ट्या, तंतूंच्या पीळामुळे तंतूंच्या ताणशक्ती रूपांतरण कार्यक्षमतेत सुधारणा झाली पाहिजे, ज्यामुळे संमिश्र पदार्थाला तंतूंच्या शक्तीचा अधिक पुरेपूर वापर करता येतो. तथापि, साध्या विणीच्या कापडांइतके एकमेकांत गुंफलेले धागे ट्विल कापडात नसतात, ज्यामुळे कापडाच्या अतिरिक्त लवचिकतेमुळे त्याचा इन-प्लेन शियर मॉड्युलस किंचित कमी होण्याची प्रवृत्ती असते.

नुकसान सहनशीलतेवर टवील संरचनेचा सहक्रियात्मक बळकटीकरण प्रभाव: बॅसाल्ट फायबर प्रबलित पॉलिमर (BFRP) संयुगे त्यांच्यात आधीपासूनच उच्च कणखरपणा असल्याचे ज्ञात आहे, ज्यामुळे त्यांच्या अपयशाच्या पद्धतींमध्ये सामान्यतः ठिसूळ फ्रॅक्चरऐवजी अधिक सौम्य फायबर निष्कर्षणाचा समावेश असतो. या संदर्भात, टवील भूमिती या घटनेला आणखी वाढवते. टवील फॅब्रिकची विस्तारित विकृतीक्षमता त्याला आघात भारणाच्या परिस्थितीत उच्च ऊर्जा शोषण्याची क्षमता देते. फायबरचे वितरण आणि लहान प्लास्टिक विकृती क्षेत्रे अधिक आघात ऊर्जा विसर्जित करतात. अशाप्रकारे, BFRP चा नैसर्गिक टिकाऊपणा, त्याच्या टवील विणकाम रचनेमुळे निर्माण होणाऱ्या ऊर्जा-शोषक यंत्रणेसह, एकूण आघात नुकसान सहनशीलतेवर एक सहक्रियात्मक परिणाम निर्माण करतो, ज्यामुळे पदार्थाची विशिष्ट ऊर्जा शोषण क्षमता (SEA) वाढते. यामुळे BFRP टवील फॅब्रिक UAV च्या लँडिंग गिअर्स किंवा पंखांच्या पुढील कडा आणि पक्ष्यांची धडक किंवा कचऱ्याच्या आघाताला सामोरे जाणाऱ्या भागांसाठी, किंवा अशा कोणत्याही इतर क्षेत्रासाठी एक उत्कृष्ट पर्याय ठरते, जे एका जटिल परिचालन वातावरणात UAV चे संरचनात्मक टिकाऊपणा लक्षणीयरीत्या वाढवते.