Текстильные композиты известны своей прочностью и долговечностью. Но, как объясняет Аббас Милани, профессор инженерной школы UBC Okanagan, простая складка в производственном процессе может значительно изменить конечный продукт, иногда снижая его прочность на 50 процентов.Милани говорит, что образование складок является одним из наиболее распространенных недостатков текстильных композитов, которые широко используются для изготовления прототипов, а также в массовом производстве в аэрокосмической, энергетической, автомобильной и морской сферах.Чтобы решить эту проблему, исследователи из Composite Research Network-Okanagan UBC исследовали несколько методов разглаживания складок и обнаружили, что они могут повысить их эффективность, перемещая материалы в двух направлениях одновременно во время производственного процесса.
Они сделали это, создав изготовленное на заказ двухосное приспособление — зажим, который растягивает ткань и удаляет нежелательные неровности и складки.«Задача заключалась в том, чтобы избежать нежелательного смещения волокон или разрыва волокон при одновременном выявлении складок вне плоскости», — говорит аспирант Армин Рашиди. «Производители, использующие эти типы композитов, ищут дополнительную информацию об их механических свойствах, особенно при комбинированных сценариях нагружения».Исследование включало в себя растяжение материала, а затем использование специальной обработки изображений и 3D-сканирования для анализа необходимых сил и их воздействия на образование складок и разглаживание складок.«Композитный текстиль меняет способ проектирования и производства продукции в передовых производственных секторах», — говорит Милани, директор Исследовательского института материалов и производства. «Поскольку мы продолжаем вводить новшества в области композитных тканей, чтобы включать больше вариантов армирования полимерной смолой и волокном, это исследование необходимо будет продолжить, чтобы предоставить производителям самый последний анализ в различных областях применения».
«Для дизайнеров важно уметь спрогнозировать правильное количество силы, необходимой для уменьшения морщин в конечном продукте», — объясняет Милани. Для этого его команда студентов создала многоэтапный тест для оценки величины сил, необходимых для разглаживания морщин разного размера, которые образовались при разных углах сдвига смешанной ткани полотняного переплетения из стекловолокна и пропилена.«Студенты лаборатории Composites Research Network в UBC Okanagan закладывают основу для того, чтобы стать мировыми лидерами в области передовых текстильных композитов, разрабатывая, производя и исследуя новое испытательное оборудование и приспособления, а также разрабатывая модели формования с высокой точностью».
Исследование, недавно опубликованное в Материалах Журнал «Дизайн» частично финансировался Советом по естественным и инженерным исследованиям.