탄소 섬유는 항공 우주 분야에 광범위하게 응용된다.성분에 대해 말하자면 탄소섬유는 탄소 함유량이 95%를 넘는 섬유의 총칭으로 매우 높은 비례량과 비례강도를 가지고 있다.그 중에서 고강도 탄소섬유는 고강도(강도 4.5GPa 이상)와 중등모양(모양은 보통 230GPa에서 310GPa)을 가진 섬유를 가리키는데, 고모양 탄소섬유는 탄소 함유량이 98%보다 많고 모양은 적어도 370GPa이지만 강도는 왕왕 비교적 낮다.만약 당신이 양과 강도의 개념이 없다면, 당신은 이렇게 이해할 수 있다. 두께가 같은 막대기는 양쪽 수평으로 고정되고, 중간에 분동을 걸면, 이때 막대기의 중간은 아래로 구부러진다.같은 무게에 대해 말뚝의 양이 높을수록 말뚝의 구부러짐은 작아진다.힘을 어떻게 이해합니까?여전히 이 막대기인데, 중간의 무게가 50킬로그램으로 증가하여 막대기가 부러졌다.그리고 50kg을 막대의 횡단면적으로 나누면 막대의 강도가 된다.
구조 재료에 대해 말하자면, 그것은 결코 그렇게 간단하지 않다.예를 들어 만약에 건축물이 이미 오랫동안 사용되고 일부 대들보와 기둥이 파손되면 건축물의 강도는 매우 나쁘고 이곳의 강도는 모형에 대응한다.만약에 구조의 강도가 비교적 나쁘면 같은 외부 진동하에서 물체의 공진 주파수가 낮아지기 때문에 외부 진원과 공진이 발생하기 쉬우므로 공진의 진동은 어느 정도에 유해하다.건축물의 강도를 높이기 위해 상대적으로 간단한 방법은 기둥을 보강하고 두껍게 하며 강도를 높이는 것이다.
In order to make missiles, rockets, and drones reach their targets accurately and stably, it is necessary to ensure the stability of the aircraft during flight. That is to say, "the body must be rigid." So, how to solve it? One of the methods is to make the structure thicker, and the material of the projectile body should be selected with high modulus and thick material, so that the resistance to deformation is strong. However, spacecraft are required to be lightweight, which is a contradiction. At this time, it is necessary to choose light and strong materials, such as carbon fiber powder. At present, many models still use high-strength carbon fiber, that is, carbon fiber with high strength and low modulus. Because this type of carbon fiber can meet the design requirements. However, in some cases, high-strength carbon fibers have excess strength and insufficient modulus. For example, large aspect ratio wings and space vehicle support structures all have one thing in common. The slenderness ratio of the structure is very high, and it is easy to vibrate when it is disturbed during flight. When the frequency of vibration is close to the natural frequency of the structure, the Resonance will occur, which will obviously affect the stability of the aircraft. In order to limit the resonance, it is necessary to increase the low-order natural frequency of the structure, so that no or less resonance occurs during the flight. In order to increase the natural frequency, it is necessary to increase the stiffness of the structure. These applications therefore place very high demands on structural rigidity, as well as stringent weight and volume constraints. At this time, structural designers will "invite" high-modulus carbon fiber to appear. By using high-modulus carbon fiber, the rigidity of the structure can be improved while ensuring the strength under the limited structural weight, making the aircraft more stable. Therefore, we can say that it is the high-modulus carbon fiber that gives the spacecraft its "steel bones".
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