ಹಗುರವಾದ ಕಾರ್ಬನ್ ಫೈಬರ್ ಸಂಯುಕ್ತಗಳನ್ನು ವಿನ್ಯಾಸಗೊಳಿಸಲು ಹೊಸ ಆಪ್ಟಿಮೈಸೇಶನ್ ವಿಧಾನವು ಸಹಾಯಕವಾಗಿದೆ

ಎಲ್ಲಾ ಜೀವಿಗಳ ಉಳಿವಿಗಾಗಿ ಕಾರ್ಬನ್ ಅವಶ್ಯಕವಾಗಿದೆ, ಏಕೆಂದರೆ ಇದು ಎಲ್ಲಾ ಸಾವಯವ ಅಣುಗಳ ಆಧಾರವಾಗಿದೆ ಮತ್ತು ಸಾವಯವ ಅಣುಗಳು ಎಲ್ಲಾ ಜೀವಿಗಳ ಆಧಾರವಾಗಿದೆ.ಇದು ಸ್ವತಃ ಸಾಕಷ್ಟು ಪ್ರಭಾವಶಾಲಿಯಾಗಿದ್ದರೂ, ಕಾರ್ಬನ್ ಫೈಬರ್‌ನ ಅಭಿವೃದ್ಧಿಯೊಂದಿಗೆ, ಇದು ಇತ್ತೀಚೆಗೆ ಏರೋಸ್ಪೇಸ್, ​​ಸಿವಿಲ್ ಎಂಜಿನಿಯರಿಂಗ್ ಮತ್ತು ಇತರ ವಿಭಾಗಗಳಲ್ಲಿ ಆಶ್ಚರ್ಯಕರ ಹೊಸ ಅಪ್ಲಿಕೇಶನ್‌ಗಳನ್ನು ಕಂಡುಹಿಡಿದಿದೆ.ಕಾರ್ಬನ್ ಫೈಬರ್ ಉಕ್ಕಿಗಿಂತ ಬಲವಾದ, ಗಟ್ಟಿಯಾದ ಮತ್ತು ಹಗುರವಾಗಿರುತ್ತದೆ.ಆದ್ದರಿಂದ, ಕಾರ್ಬನ್ ಫೈಬರ್ ವಿಮಾನ, ರೇಸಿಂಗ್ ಕಾರುಗಳು ಮತ್ತು ಕ್ರೀಡಾ ಸಲಕರಣೆಗಳಂತಹ ಉನ್ನತ-ಕಾರ್ಯಕ್ಷಮತೆಯ ಉತ್ಪನ್ನಗಳಲ್ಲಿ ಉಕ್ಕನ್ನು ಬದಲಿಸಿದೆ.

ಕಾರ್ಬನ್ ಫೈಬರ್ಗಳನ್ನು ಸಾಮಾನ್ಯವಾಗಿ ಇತರ ವಸ್ತುಗಳೊಂದಿಗೆ ಸಂಯೋಜಿಸಿ ಸಂಯುಕ್ತಗಳನ್ನು ರೂಪಿಸಲಾಗುತ್ತದೆ.ಸಂಯೋಜಿತ ವಸ್ತುಗಳಲ್ಲಿ ಒಂದಾದ ಕಾರ್ಬನ್ ಫೈಬರ್ ಬಲವರ್ಧಿತ ಪ್ಲಾಸ್ಟಿಕ್‌ಗಳು (CFRP), ಇದು ಕರ್ಷಕ ಶಕ್ತಿ, ಬಿಗಿತ ಮತ್ತು ತೂಕದ ಅನುಪಾತಕ್ಕೆ ಹೆಚ್ಚಿನ ಶಕ್ತಿಗೆ ಹೆಸರುವಾಸಿಯಾಗಿದೆ.ಕಾರ್ಬನ್ ಫೈಬರ್ ಸಂಯುಕ್ತಗಳ ಹೆಚ್ಚಿನ ಅಗತ್ಯತೆಗಳ ಕಾರಣದಿಂದಾಗಿ, ಕಾರ್ಬನ್ ಫೈಬರ್ ಸಂಯುಕ್ತಗಳ ಬಲವನ್ನು ಸುಧಾರಿಸಲು ಸಂಶೋಧಕರು ಹಲವಾರು ಅಧ್ಯಯನಗಳನ್ನು ನಡೆಸಿದ್ದಾರೆ, ಅವುಗಳಲ್ಲಿ ಹೆಚ್ಚಿನವು "ಫೈಬರ್ ಆಧಾರಿತ ವಿನ್ಯಾಸ" ಎಂಬ ವಿಶೇಷ ತಂತ್ರಜ್ಞಾನದ ಮೇಲೆ ಕೇಂದ್ರೀಕೃತವಾಗಿವೆ, ಇದು ದೃಷ್ಟಿಕೋನವನ್ನು ಉತ್ತಮಗೊಳಿಸುವ ಮೂಲಕ ಶಕ್ತಿಯನ್ನು ಸುಧಾರಿಸುತ್ತದೆ. ಫೈಬರ್ಗಳು.

ಟೋಕಿಯೋ ಯೂನಿವರ್ಸಿಟಿ ಆಫ್ ಸೈನ್ಸ್‌ನ ಸಂಶೋಧಕರು ಕಾರ್ಬನ್ ಫೈಬರ್ ವಿನ್ಯಾಸ ವಿಧಾನವನ್ನು ಅಳವಡಿಸಿಕೊಂಡಿದ್ದಾರೆ, ಅದು ಫೈಬರ್‌ನ ದೃಷ್ಟಿಕೋನ ಮತ್ತು ದಪ್ಪವನ್ನು ಉತ್ತಮಗೊಳಿಸುತ್ತದೆ, ಇದರಿಂದಾಗಿ ಫೈಬರ್-ಬಲವರ್ಧಿತ ಪ್ಲಾಸ್ಟಿಕ್‌ಗಳ ಬಲವನ್ನು ಹೆಚ್ಚಿಸುತ್ತದೆ ಮತ್ತು ಉತ್ಪಾದನಾ ಪ್ರಕ್ರಿಯೆಯಲ್ಲಿ ಹಗುರವಾದ ಪ್ಲಾಸ್ಟಿಕ್‌ಗಳನ್ನು ಉತ್ಪಾದಿಸುತ್ತದೆ, ಹಗುರವಾದ ವಿಮಾನಗಳು ಮತ್ತು ಕಾರುಗಳನ್ನು ಮಾಡಲು ಸಹಾಯ ಮಾಡುತ್ತದೆ.

ಆದಾಗ್ಯೂ, ಫೈಬರ್ ಮಾರ್ಗದರ್ಶನದ ವಿನ್ಯಾಸ ವಿಧಾನವು ನ್ಯೂನತೆಗಳಿಲ್ಲ.ಫೈಬರ್ ಮಾರ್ಗದರ್ಶಿ ವಿನ್ಯಾಸವು ದಿಕ್ಕನ್ನು ಮಾತ್ರ ಉತ್ತಮಗೊಳಿಸುತ್ತದೆ ಮತ್ತು ಫೈಬರ್ ದಪ್ಪವನ್ನು ಸ್ಥಿರವಾಗಿರಿಸುತ್ತದೆ, ಇದು CFRP ಯ ಯಾಂತ್ರಿಕ ಗುಣಲಕ್ಷಣಗಳ ಸಂಪೂರ್ಣ ಬಳಕೆಯನ್ನು ತಡೆಯುತ್ತದೆ.ಟೋಕಿಯೋ ಯೂನಿವರ್ಸಿಟಿ ಆಫ್ ಸೈನ್ಸ್ (TUS) ನ ಡಾ ರೈಯೊಸುಕೆ ಮಾಟ್ಸುಜಾಕಿ ಅವರು ತಮ್ಮ ಸಂಶೋಧನೆಯು ಸಂಯೋಜಿತ ವಸ್ತುಗಳ ಮೇಲೆ ಕೇಂದ್ರೀಕರಿಸುತ್ತದೆ ಎಂದು ವಿವರಿಸುತ್ತಾರೆ.

ಈ ಸಂದರ್ಭದಲ್ಲಿ, Dr. Matsuzaki ಮತ್ತು ಅವರ ಸಹೋದ್ಯೋಗಿಗಳಾದ Yuto Mori ಮತ್ತು Naoya kumekawa tus ನಲ್ಲಿ ಹೊಸ ವಿನ್ಯಾಸ ವಿಧಾನವನ್ನು ಪ್ರಸ್ತಾಪಿಸಿದರು, ಇದು ಸಂಯೋಜಿತ ರಚನೆಯಲ್ಲಿ ಅವುಗಳ ಸ್ಥಾನಕ್ಕೆ ಅನುಗುಣವಾಗಿ ಫೈಬರ್ಗಳ ದೃಷ್ಟಿಕೋನ ಮತ್ತು ದಪ್ಪವನ್ನು ಏಕಕಾಲದಲ್ಲಿ ಅತ್ಯುತ್ತಮವಾಗಿಸಬಲ್ಲದು.ಇದು ಸಿಎಫ್‌ಆರ್‌ಪಿಯ ತೂಕವನ್ನು ಅದರ ಶಕ್ತಿಯನ್ನು ಬಾಧಿಸದೆ ಕಡಿಮೆ ಮಾಡಲು ಅನುವು ಮಾಡಿಕೊಡುತ್ತದೆ.ಅವರ ಫಲಿತಾಂಶಗಳನ್ನು ಜರ್ನಲ್ ಸಂಯೋಜಿತ ರಚನೆಯಲ್ಲಿ ಪ್ರಕಟಿಸಲಾಗಿದೆ.

ಅವರ ವಿಧಾನವು ಮೂರು ಹಂತಗಳನ್ನು ಒಳಗೊಂಡಿದೆ: ತಯಾರಿಕೆ, ಪುನರಾವರ್ತನೆ ಮತ್ತು ಮಾರ್ಪಾಡು.ತಯಾರಿಕೆಯ ಪ್ರಕ್ರಿಯೆಯಲ್ಲಿ, ಲೇಯರ್‌ಗಳ ಸಂಖ್ಯೆಯನ್ನು ನಿರ್ಧರಿಸಲು ಸೀಮಿತ ಅಂಶ ವಿಧಾನವನ್ನು (FEM) ಬಳಸಿಕೊಂಡು ಆರಂಭಿಕ ವಿಶ್ಲೇಷಣೆಯನ್ನು ಕೈಗೊಳ್ಳಲಾಗುತ್ತದೆ ಮತ್ತು ರೇಖೀಯ ಲ್ಯಾಮಿನೇಶನ್ ಮಾದರಿ ಮತ್ತು ದಪ್ಪ ಬದಲಾವಣೆಯ ಮಾದರಿಯ ಫೈಬರ್ ಮಾರ್ಗದರ್ಶಿ ವಿನ್ಯಾಸದ ಮೂಲಕ ಗುಣಾತ್ಮಕ ತೂಕದ ಮೌಲ್ಯಮಾಪನವನ್ನು ಅರಿತುಕೊಳ್ಳಲಾಗುತ್ತದೆ.ಫೈಬರ್ ಓರಿಯಂಟೇಶನ್ ಅನ್ನು ಪುನರಾವರ್ತಿತ ವಿಧಾನದಿಂದ ಪ್ರಧಾನ ಒತ್ತಡದ ದಿಕ್ಕಿನಿಂದ ನಿರ್ಧರಿಸಲಾಗುತ್ತದೆ ಮತ್ತು ದಪ್ಪವನ್ನು ಗರಿಷ್ಠ ಒತ್ತಡದ ಸಿದ್ಧಾಂತದಿಂದ ಲೆಕ್ಕಹಾಕಲಾಗುತ್ತದೆ.ಅಂತಿಮವಾಗಿ, ಉತ್ಪಾದನೆಯ ಲೆಕ್ಕಪತ್ರವನ್ನು ಮಾರ್ಪಡಿಸಲು ಪ್ರಕ್ರಿಯೆಯನ್ನು ಮಾರ್ಪಡಿಸಿ, ಮೊದಲು "ಬೇಸ್ ಫೈಬರ್ ಬಂಡಲ್" ಪ್ರದೇಶವನ್ನು ಹೆಚ್ಚಿನ ಶಕ್ತಿಯ ಅಗತ್ಯವಿರುವ ಒಂದು ಉಲ್ಲೇಖವನ್ನು ರಚಿಸಿ, ತದನಂತರ ಜೋಡಣೆಯ ಫೈಬರ್ ಬಂಡಲ್ನ ಅಂತಿಮ ದಿಕ್ಕು ಮತ್ತು ದಪ್ಪವನ್ನು ನಿರ್ಧರಿಸಿ, ಅವರು ಪ್ಯಾಕೇಜ್ ಅನ್ನು ಎರಡೂ ಬದಿಗಳಲ್ಲಿ ಪ್ರಚಾರ ಮಾಡುತ್ತಾರೆ. ಉಲ್ಲೇಖ

ಅದೇ ಸಮಯದಲ್ಲಿ, ಆಪ್ಟಿಮೈಸ್ಡ್ ವಿಧಾನವು ತೂಕವನ್ನು 5% ಕ್ಕಿಂತ ಹೆಚ್ಚು ಕಡಿಮೆ ಮಾಡುತ್ತದೆ ಮತ್ತು ಫೈಬರ್ ಓರಿಯಂಟೇಶನ್ ಅನ್ನು ಬಳಸುವುದಕ್ಕಿಂತ ಹೆಚ್ಚಿನ ಲೋಡ್ ವರ್ಗಾವಣೆ ಸಾಮರ್ಥ್ಯವನ್ನು ಮಾಡುತ್ತದೆ.

ಸಂಶೋಧಕರು ಈ ಫಲಿತಾಂಶಗಳಿಂದ ಉತ್ಸುಕರಾಗಿದ್ದಾರೆ ಮತ್ತು ಭವಿಷ್ಯದಲ್ಲಿ ಸಾಂಪ್ರದಾಯಿಕ CFRP ಭಾಗಗಳ ತೂಕವನ್ನು ಮತ್ತಷ್ಟು ಕಡಿಮೆ ಮಾಡಲು ತಮ್ಮ ವಿಧಾನಗಳನ್ನು ಬಳಸಲು ಎದುರು ನೋಡುತ್ತಿದ್ದಾರೆ.ನಮ್ಮ ವಿನ್ಯಾಸ ವಿಧಾನವು ಸಾಂಪ್ರದಾಯಿಕ ಸಂಯೋಜಿತ ವಿನ್ಯಾಸವನ್ನು ಮೀರಿ ಹಗುರವಾದ ವಿಮಾನಗಳು ಮತ್ತು ಕಾರುಗಳನ್ನು ತಯಾರಿಸುತ್ತದೆ, ಇದು ಶಕ್ತಿಯನ್ನು ಉಳಿಸಲು ಮತ್ತು ಇಂಗಾಲದ ಡೈಆಕ್ಸೈಡ್ ಹೊರಸೂಸುವಿಕೆಯನ್ನು ಕಡಿಮೆ ಮಾಡಲು ಸಹಾಯ ಮಾಡುತ್ತದೆ ಎಂದು ಡಾ.