Prinsipper for Composite Mechanics

"Composite mekanikk" avtaler med mekanikerne av komposittmaterialer. Disse materialene består av kunstige eller naturlige produkter laget av to eller flere forskjellige materialer, som skaper en bedre, sterkere og mer allsidig ferdig produkt. Komposittmaterialer omfatter kryssfiner, betong og glassfiber. Kombinasjonen av materialer er avhengig av flere mekaniske prinsipper.

Grunnleggende

Et komposittmateriale er en kombinasjon av to eller flere materialer. De utfyller hverandre for å skape et bedre materiale. Kombinasjonen kan vanligvis sees makroskopisk, øyet kan skille de kombinerte materialer lett. De grunnleggende mekanikk som styrer denne kombinasjonen er at materialer som skal bindes sammen og problemfritt i forholdsvis store biter, uten behov for mikroskopiske endringer.

komponenter

Det finnes to grunnleggende komponenter i en komposittmateriale: armering og matrise. Forsterkningsmaterialet kan være partikler, flak, fyllstoffer eller fibre, mens en matrise kan være metall, keramikk eller polymer. Matriksen holder komposittmaterialer sammen, mens forsterknings gir bedre mekaniske egenskaper til komposittmaterialet. Et grunnleggende eksempel på et komposittmateriale helles betong. Den kombinerer sement, stein, vann og sand for å skape en sterkere materiale.

Mechanics av ​​komposittmaterialer

Det er flere prinsipper og årsaker til at komposittmaterialer er opprettet: økonomisk, mindre vekt, bedre styrke og stivhet, eksepsjonelle overflateegenskaper, bedre termiske egenskaper og mer effektive elektriske egenskaper. Det er ingen spesifikk komposittmateriale som finnes i dag som kan tilfredsstille alle disse ønskede resultater, men typisk komposittmaterialer i dag er vanligvis i det minste en av disse fordeler. Kompositt mekanikk spiller en stor rolle i å bestemme materialkvalitet og om det vil ha bedre og mer effektive egenskaper enn sine "ubundet" komponenter.

Fabrikasjon

Fabrikere komposittmaterialer innebærer vanligvis en støpeprosess. Først blir forsterkningsmaterialet lagt ned i en støpeform og matrisen (i en halvflytende eller flytende form) helles eller sprøytes på det forsterkende materiale. Den forsterkningsmateriale, for eksempel fiber, kan enten være tilfeldig anordnet eller i en kontinuerlig og bestilt formasjonen. De kombinerte materiale blir deretter oppvarmet for å stivne matriksen. Noen avanserte komposittmaterialer får også dekket med en polymer for ekstra styrke og holdbarhet; Men kan denne prosessen være kostbart og brukes bare i utvalgte programmer, som gjør en flyets kroppen paneler.