Vad är modul och tillämpningen av högmoduls kolfiber i flyg?

Kolfiber används ofta inom flygfältet. När det gäller komponenter är kolfiber en allmän term för en typ av fiber med en kolhalt på mer än 95%, som har en mycket hög specifik modul och specifik styrka. Bland dem hänvisar höghållfast kolfiber till fibrer med hög hållfasthet (styrka större än 4,5GPa) och måttlig modul (modulen är generellt 230GPa till 310GPa), medan höghållfast kolfiber har en kolhalt på mer än 98% och en modul på minst 370GPa, men hållfastheten tenderar att vara låg. Om du inte har något koncept för modul och styrka, kan du förstå det så här: en pinne av samma tjocklek, med båda sidor fixerade horisontellt, med en vägvikt hängande i mitten, vid denna tidpunkt kommer mitten av pinnen att böja ner. För samma vägvikt, ju högre stickmodulen, desto mindre böjer pinnen ner. Hur man förstår styrka? Det är fortfarande denna pinne, vikten i mitten läggs till 50kg, och pinnen är bruten. Sedan är 50kg delat med tvärsnittsområdet på pinnen styrkan på pinnen.

Är starkare material starkare?  

För strukturella material är det inte så enkelt. Till exempel, om en byggnad har använts länge och vissa balkar och pelare skadas, kommer styvheten i byggnaden att vara dålig, och styvheten här motsvarar modulen. Om styvheten hos en struktur är dålig, under samma yttre vibration, kommer resonansfrekvensen hos objektet att bli lägre, så det är lätt att resonera med den yttre vibrationskällan, och vibrationen av resonansen är skadlig i viss utsträckning. För att förbättra byggnadens styvhet är en relativt enkel metod att förstärka, förtjocka pelarna och öka styvheten.

Detsamma gäller luftfartyg.  

För att göra missiler, raketer och drönare nå sina mål korrekt och stabilt, är det nödvändigt att säkerställa stabiliteten i flygplanet under flygning. Det vill säga, "kroppen måste vara stel." Så, hur löser man det? En av metoderna är att göra strukturen tjockare, och materialet i projektilkroppen bör väljas med hög modul och tjockt material, så att motståndet mot deformation är starkt. Men rymdfarkosten måste vara lätta, vilket är en motsägelse. Vid denna tidpunkt är det nödvändigt att välja lätta och starka material, såsom kolfiberpulver. För närvarande använder många modeller fortfarande höghållfast kolfiber, det vill säga kolfiber med hög hållfasthet och låg modul. Eftersom denna typ av kolfiber kan uppfylla designkraven. Men i vissa fall har höghållfasta kolfibrer överskottsstyrka och otillräcklig modul. Till exempel har vingar med stor bildförhållande och stödstrukturer för rymdfordon en sak gemensamt. Strukturens slankthetsförhållande är mycket hög, och det är lätt att vibrera när den störs under flygningen. När frekvensen av vibrationer är nära strukturens naturliga frekvens, kommer resonansen att uppstå, vilket uppenbarligen kommer att påverka stabiliteten i flygplanet. För att begränsa resonansen är det nödvändigt att öka strukturens låga naturliga frekvens, så att ingen eller mindre resonans uppstår under flygningen. För att öka den naturliga frekvensen är det nödvändigt att öka strukturens styvhet. Dessa tillämpningar ställer därför mycket höga krav på strukturell styvhet samt stränga vikt- och volymbegränsningar. Vid denna tidpunkt kommer strukturella designers att "bjuda in" högmoduls kolfiber att visas. Genom att använda högmoduls kolfiber kan styvheten i strukturen förbättras samtidigt som den säkerställer hållfastheten under den begränsade strukturella vikten, vilket gör flygplanet mer stabilt. Därför kan vi säga att det är den högmodulära kolfibern som ger rymdfarkosten dess "stålben".