Dlaczego części ze sztywnego włókna węglowego?

Mam pytanie noob, nie rozumiem, dlaczego części wykonane z plecionki z włókna węglowego są sztywne.

Rozumiem, że włókna węglowe są mocne i mają wysoki moduł Younga, jego sztywność i wytrzymałość, gdy przyłożona siła jest typem rozciągania równoległym do kierunku włókna, w zasadzie jest silna i nie rozciąga się, gdy używamy go jako liny i zawieszamy na niej trochę ciężaru , ale poza tym jej bardzo elastyczna przędza.

Tkane płótno skośne bez żywicy nie ma większego znaczenia, jeśli chodzi o utrzymywanie złożonego kształtu 3D, na przykład lusterka samochodowego, niż t-shirt czy tkana torba na zakupy. Nadal jest masywna i sztywna pod obciążeniem rozciągającym w kierunku włókna, ale jeśli siła jest przykładana w każdym innym kierunku, jej ekstremalnie słaba i miękka.

Nawet po nałożeniu żywicy epoksydowej i jej utwardzeniu właściwie nie rozumiem, w jaki sposób włókno węglowe może poprawić wytrzymałość lub sztywność w stosunku do wartości zapewnianych przez żywicę epoksydową, która ma niższą wytrzymałość na rozciąganie i moduł Younga niż włókno węglowe, ale jest izotropowa, więc jej mocna i sztywniejsze, bardziej równe we wszystkich kierunkach.

Na przykład przy produkcji lusterek samochodowych nie ma zbyt dużego obciążenia rozciągającego, nie rozumiem, jak można je ulepszyć z włókna węglowego, dlaczego nie wystarczy zrobić go tylko z żywicy epoksydowej i pominąć CF. Gdy samochód jedzie szybko, wieje powietrze w lusterku, ciśnienie / siła ściskająca prostopadła do powierzchni tkaniny z włókna węglowego, jeśli chodzi o prostopadłą siłę ściskającą, tak jak podczas kruszenia w ręcznej tkaninie z włókna węglowego w kształcie 3D, jego wytrzymałość i sztywność jak piżama.

Nie rozumiem, jak ta twillowa tkanina z włókna węglowego, która jest miękka i słaba w każdym możliwym kierunku, z wyjątkiem sytuacji, gdy próbuje rozciągnąć, staje się bardzo sztywna po utwardzeniu żywicy. Nie mogę sobie wyobrazić, dlaczego byłaby ona sztywniejsza w utrzymywaniu złożonego kształtu 3D niż sztywność samej żywicy epoksydowej, ponieważ gdy siła jest przykładana prostopadle do włókien, włókna mają praktycznie zerową wytrzymałość i sztywność, więc nie mogą przyczyniać się do sztywności części.

Może lustro samochodu jest niejasnym i niejasnym przykładem, kula jest lepsza. Jeśli wyobrażam sobie kompozytową kulę z włókna węglowego, nie widzę, jak będzie ona sztywniejsza przeciwko sile kruszenia niż utwardzona żywica sama bez CF.Nawet jeśli próbowałeś ją rozciągnąć, chwytając lewy i po prawej stronie kuli, włókno węglowe nie będzie ładowane w sposób rozciągający, dopóki kula nie spadnie do kształtu dysku naleśnikowego.

Czy istnieje jakiś "mechanizm", pewien fundamentalny czynnik, którego nie rozumiem, który pomaga utwardzonej żywicy "przekładać" wysoką sztywność na rozciąganie włókna węglowego na inne kierunki, więc utwardzona część, taka jak lustro, kula lub koło samochodu są sztywne i utrzymać ich kształt przeciwko siłom kruszącym, skręcającym?

włókno-kompozyt, taki jak węgiel i węgiel; żywica epoksydowa działa w następujący sposób:

Wytrzymałość na rozciąganie jest zapewniona przez włókna, a wytrzymałość na ścinanie jest zapewniona przez żywicę. Ponadto, ponieważ żywica okrywa włókna i zapobiega ich wyboczeniu podczas ściskania, zwiększa także wytrzymałość na ściskanie i zginanie części.

Włókna o drobnej średnicy mają dużo odsłoniętej powierzchni, do której może się wiązać żywica, a ponieważ adhezja między włóknem a żywicą jest kluczowa dla uzyskania korzyści z kompozytu, zwiększa to również wytrzymałość części.

Natura używa tego samego schematu w drewnie, w którym włókna są celulozą, a żywica jest ligniną.