[ad_1]

هنگامی که خودرو با سرعت بیش از حد صوتی در فضا حرکت می کند ، گازهایی که آن را احاطه کرده اند در دماهای خطرناک برای خلبان و ابزارهای داخلی گرما تولید می کنند. طراحی وسیله نقلیه ای که بتواند گرما را پراکنده کند ، نیاز به درک خصوصیات حرارتی مواد مورد استفاده برای ساخت آن دارد. مطالعه اخیر دو بخشی در دانشگاه Illinois at Urbana-Champaign روشی را برای ایجاد مدلهای سه بعدی الیاف در مواد کامپوزیت ایجاد کرد ، سپس از این اطلاعات برای پیش بینی رسانایی گرمایی مواد استفاده کرد.

Francesco Panerai ، استاد گروه مهندسی هوافضا در UIUC ، گفت: “ما از میکروتوموگرافی اشعه ایکس برای ایجاد تصاویر سه بعدی استفاده کردیم که جهت گیری الیاف را نشان می دهد.” وی افزود: “در بیشتر كاربردهای مهندسی ، ما از مواد كامپوزیتی ساخته شده با الیاف كربن استفاده می كنیم ، اما روشی كه ما توسعه دادیم می تواند برای هر نوع الیاف و هر نوع كامپوزیت اعمال شود.”

Panerai گفت: میکروتوموگرافی شبیه دریافت سی تی اسکن در بیمارستان است ، اما با اشعه ایکس با انرژی بالا که می تواند جزئیات ریز فیبر را که بخشی از قطر موی انسان است ، تشخیص دهد.

“تصاویری که نشان می دهد چگونه الیاف سازمان یافته اند فراتر از تصاویر زیبا هستند – آنها توصیف مواد در یک شبکه سه بعدی هستند. اکنون می توانیم از داده های شبکه سه بعدی برای شبیه سازی برای محاسبه خصوصیات مواد استفاده کنیم. برای انجام آزمایش های پیچیده ، “Panerai گفت.

در قسمت اول این مطالعه ، Panerai و همکارانش سه روش مختلف را برای تجسم الیاف آزمایش کردند. “ما دریافتیم که از آنجا که مواد مختلف از معماری های مختلف تشکیل شده است ، برخی از روش ها با برخی الیاف و پارچه ها بهتر از برخی دیگر کار می کنند.”

به عنوان مثال ، این تحقیق نتیجه گیری می کند که رویکرد فراگیر تانسور سازه نتایج بسیار خوبی در مورد الیاف مستقیم و تصادفی نشان می دهد ، اما در ارزیابی دقیق جهت گیری پارچه متراکم دو طرفه موفق نیست.

روش دیگر مبتنی بر جریان مصنوعی عملکرد نسبتاً خوبی از نمونه های بافت دو طرفه را نشان می دهد ، اما با فیبرهای تصادفی مستقیم از کار می افتد.

روش جدید ریخته گری پرتو نشان داده است که تبدیل به یک رویکرد قدرتمند برای تخمین جهت مواد الیافی با انحنای کم می شود. اما اشکال اصلی آن بالا بودن هزینه برآورد شده است.

“اکنون که می توانیم جهت الیاف را در فضا ردیابی کنیم و فضای بین آنها را تعیین کنیم ، می توانیم خاصیت ماده ، در این حالت رسانایی گرمایی آن را در سه بعد محاسبه کرده و مقادیر بسیار دقیق داشته باشیم.

“و برای اندازه گیری هدایت آزمایشی ، شما باید سه آزمایش انجام دهید ، یکی برای هر جهت. با استفاده از این روش جدید ، ما می توانیم تنسور را محاسبه کرده و خصوصیات را در سه جهت بسیار سریعتر و مقرون به صرفه تر پیش بینی کنیم.”

Panerai گفت: این روش تصویربرداری فیبر جدید و توانایی اثبات شده در تعیین خصوصیات مواد می تواند به مهندسی مجدد مواد کمک کند.

وی گفت: “ما می توانیم از معماری الیاف بسیار خاصی برای دستیابی به خاصیت خاصی مانند مقاومت یا رسانایی استفاده کنیم.” “رسانایی گرمایی چیزی است که هر کسی که روی مواد دمای بالا کار می کند سعی در محاسبه آن دارد. به نظر می رسد یک ویژگی بسیار ساده است ، اما اندازه گیری آن بسیار دشوار است ، به ویژه برای موادی که سه بعدی هستند. این در مورد قدرت این روش قابل توجه است.”

فردریکو سمرارو ، نویسنده اصلی مطالعه در مرکز تحقیقات ایمز ناسا ، گفت: “محاسبه هدایت حرارتی برای پیش بینی قابل اعتماد پاسخ سپر حرارتی بسیار مهم است. علاوه بر این ، روش توسعه یافته و روش های عددی به اندازه کافی انعطاف پذیر هستند تا محاسبات بسیاری از خواص مواد. درک جامع از رفتار سپر حرارتی در نهایت امکان بهینه سازی طراحی آن را فراهم می کند. “

[ad_2]

منبع: packge-news.ir

ایندکسر