معرفی

صرفه جویی در مصرف انرژی یا کاهش مصرف آن از جمله اهداف اصلی مهندسی امروز است. نوآوری ها در زمینه علم مواد ، فرصت هایی را برای تولید ساختارهای سبک و محکمتر با کاهش مصرف انرژی فراهم می کنند. از جمله محبوب ترین مواد برای این منظور "مواد کامپوزیت" است. اینها به جای داشتن تک ترکیب ، حداقل دو ماده مختلف تشکیل دهنده دارند که وقتی با هم ترکیب شوند ، مزایای عناصر جداگانه را حفظ می کنند. در حالی که یک ماده سازنده (آرماتور) مقاومت و سختی سیستم کلی مواد را فراهم می کند ، از سازنده دیگر (ماتریس) برای نگه داشتن آرماتورها استفاده می شود. مواد کامپوزیت پلیمری تقویت شده با الیاف مهمترین انواع از همه هستند.

مهمترین خاصیت مواد کامپوزیت پلیمری تقویت شده با الیاف ماهیت "مقاومت بالا تا چگالی کم" آنها است. مقایسه مقاومت و چگالی کششی کامپوزیت ها با مواد مختلف در شکل 1 (نمودار مواد اشبی) مشاهده می شود. همین خصوصیات است که طی 40 سال گذشته کامپوزیت های پلیمری را به یک جز essential اساسی در صنعت هواپیمایی و هوافضا تبدیل کرده است. امروزه ، حداقل 50٪ از هر هواپیما از کامپوزیت های پلیمری تشکیل شده است. نمونه ای از نمای بیرونی بوئینگ B787 در شکل 2 نشان داده شده است.

استفاده از کامپوزیت ها محدود به مناطق خارجی هواپیما نیست. 70٪ از قطعات داخلی نیز از کامپوزیت های پلیمری تشکیل شده است. با تاسیس مرکز برتری کامپوزیت ها (CTCE) در سال 2016 ، KordSA سهم مهمی در افزایش استفاده از کامپوزیت ها و در نتیجه تولید نوع آماری که در شکل 2 مشاهده می کنیم ، داشته است. اکنون ، با این حال ، به نظر می رسد که ما به سمت جدیدی حرکت می کنیم. مرحله ، با توسعه و استفاده گسترده از "ساندویچ پانل های مسطح کامپوزیت"

 منبع https://www.aryabaron.com/

شکل 1: مقایسه مواد با توجه به مقاومت در برابر سرنوشت
شکل 2: درصد مواد مورد استفاده در مناطق خارجی هواپیمای Boing B787.

پنل های ساندویچ مرکب

از طریق CTCE ، Kordsa درگیر تولید ساندویچ پانل های تخت کامپوزیتی بزرگ برای فضای داخلی کابین یک هواپیمای تجاری ، از جمله عناصری مانند گالی ، توالت ، فضاهای استراحت خدمه ، کف و دیوارهای کناری است. اما ساندویچ پانل کامپوزیت چیست؟ همانطور که قبلاً ذکر شد ، یک ماده کامپوزیت پلیمری تقویت شده با الیاف به دلیل تراکم کم می تواند مقاومت قابل توجهی ایجاد کند. اگرچه یک کامپوزیت با وجود خواص مقاومت در برابر کشش بالا ، نمی تواند چنین بارهای محکمی را هنگام خم شدن تحمل کند. یک قانون ساده "مکانیک جامد" ، که در شکل 3 نشان داده شده است ، بیان می کند که فشار خمشی پایدار مربوط به گشتاور اینرسی (I) آن است که به ضخامت آن (h) نیز مربوط است. اگر ضخامت یک سازه افزایش یابد ، اندازه تنش خمشی تحت بار کاهش می یابد ، همانطور که معادلات شکل 3 نشان می دهد. با این حال ، تولید مواد کامپوزیت ضخیم آسان نیست ، زیرا این امر مستلزم صرف هزینه زیاد و زمان قابل توجهی است. علاوه بر این ، واکنش های گرمازا به احتمال زیاد در کامپوزیت های ضخیم اتفاق می افتد و این می تواند اثرات مخربی بر خصوصیات فیزیکی و شیمیایی مواد بگذارد. به همین دلیل ، برای افزایش ظرفیت تحمل بار خمشی این مواد کامپوزیت پلیمر تقویت شده با الیاف ، نوع دیگری از تقویت کننده مورد نیاز است.

ساختارهای ساندویچی کامپوزیت انواع خاصی از مواد کامپوزیتی است که با قرار دادن یک هسته ضخیم و سبک بین دو صفحه کامپوزیت پلیمر نازک ، سفت و محکم تولید می شود. همچنین ، از ماده چسبی برای اتصال صفحه چهره به هسته استفاده شده است. از آنجا که ضخامت سازه افزایش می یابد ، ظرفیت تحمل بار خمشی آن نیز افزایش می یابد ، همانطور که از فرمول بندی های نشان داده شده در شکل 3 مشخص است.