A legjobb válasz
A titán erősebb, mint a szénszálas polimer kompozit. A szénszálnak sokféle változata van. Egyesek merevek, mások erősek, mások nagyon jól vezetik a hőt. Néhány név: T300, IM7, M55J, K13D2U. Az egyik legerősebb szál (IM7) használata teljesen egyirányú elrendezésben szinte meg tudja egyezni a Titanium 6AL-4V szilárdságát, amely körülbelül 120 000 PSI (120 KSI). Most egy IM7 / epoxi adatlapot nézek, amelyet az IM7 googlelésével nyertünk. De egyirányú elrendezésben az összes szál azonos irányba irányul. Ez nem olyan szövött termék, mint amilyennek lenni szokott. Ebben az esetben a másik irány nagyon gyenge, így végül ez az anyag még mindig nem olyan erős, mint a Ti. A szénszálas kompozitok összenyomása sokkal gyengébb, mint a feszültség, ezért feltételeznie kell az alacsonyabb nyomószilárdságot, amit itt tettem.
Most vegye észre, hogy a szénszálas kompozit a Ti sűrűségének majdnem a harmada. így majdnem 3-szor annyit használhat fel belőle, hogy ugyanazon alkatrész-tömeg egy részét megkapja. Ez az erősség és a tömeg arány, amellyel valóban foglalkozol. Egyébként nyilvánvaló választás az acél. A titánnak legendás szilárdsági és tömegaránya van, és egy hagyományosabb szálas elrendezésben az IM7 megegyezhet, de nem haladja meg ezt.
A szénszálas kompozitok kiválóak abban, hogy egyáltalán nem szilárdság, hanem a tömeg merevsége. Érdekes, hogy az alumíniumnak, a titánnak és az acélnak ugyanolyan merevsége és súlyaránya van, de a szénszálas kompozit a felhasznált szálaktól és az elrendezéstől függően jóval meghaladja azokat. Még egy nem orientált elrendezés esetén is 2-3-szor nagyobb lehet a Ti merevsége. Tájékozódjon az elrendezéssel, és ezt megduplázhatja, vagy akár többet is.
A gyártási módszerek is nagyon különböznek egymástól, így az adott helyzethez a legjobb terméket tudja meghatározni. A kompozitokat szövetként terítik és főzik. Kiválóak vékony és ívelt felületekhez. Nem hiszem, hogy bárki megpróbálna csavart csinálni belőlük, mert ehhez a fémek tökéletesek.
Ha termékeket hasonlít össze, a legjobb összehasonlítani a specifikációkat az anyagok helyett. Nem ismerheti az összes mérnöki döntést, amely egy termékre vonatkozott, de ismeri a súlyát és azt, hogy megbízhatóságukról híresek-e vagy sem.
Szerkesztés hozzáadáshoz: Összetett szerkezeteknél gyakran a gyenge pont egyáltalán nem a szál, hanem az illesztések, amelyek jellemzően epoxival vannak kötve.
Válasz
Csak keveset dolgoztam kompozitokkal, de “be fogom engedni, hogy mit i A szénszál használatakor a leghasznosabb, de egyben legnehezebb dolog az, hogy anizotróp, vagyis erőssége a szálak orientációjától függ. A szénszál erősebb, mint a titán súlyonként, de csak akkor, ha az alkatrész jól megtervezett A szálaknak megfelelően kell orientálódniuk ahhoz, amit az alkatrészt meg akarnak csinálni. Ez sok lehetőséget ad arra, hogy mennyire hajlékony és szilárd lesz az adott területeken, de mindenképpen bonyolultabb. Fémek viszont izotróp jelentőségűek, tulajdonságaik nem függenek a tájolástól azt jelenti, hogy könnyebb megjósolni, hogy a titán hogyan reagál stressz alatt, mint a kompozitok. Ez azt jelenti, hogy ha Ön tervezi ezeket a dolgokat, mindaddig, amíg tudja, milyen erősnek kell lennie a titán, sokkal egyszerűbb lenne. A másik dolog, amit a titánnak tartalmaz a szénszálon, az az, hogy a szénszál nem túl jó az ütésterhelésnél, ami azt jelenti, hogy nagyobb valószínűséggel elszakad, ha bármilyen rázkódást szándékozik tapasztalni. Azt mondanám, hogy összességében egy jól megtervezett szénrész erősebb (súlyonként), de sokféleképpen kifejezetten össze kell hasonlítani azt, amit elérni próbálsz.