Dự ứng lực trong tấm sợi carbon là gì?

2025-09-08 10:50:25

Đầu tiên chúng ta hãy hiểu dự ứng lực là gì. Dự ứng lực là một quá trình hoặc phương pháp làm tăng cường độ và độ cứng của một bộ phận kết cấu bằng cách tác dụng lực nén hoặc lực căng. Các Tấm sợi carbon vốn đã có các đặc tính cơ học tuyệt vời và việc áp dụng một lượng ứng suất trước nhất định trong quá trình xử lý có thể nâng cao hơn nữa những lợi thế này.

Tuy nhiên, việc tạo ứng suất trước không phù hợp với tất cả các tấm và cũng có giới hạn về lượng ứng suất trước có thể được áp dụng. Mỗi tấm có thể chịu được mức độ ứng suất khác nhau. Mức ứng suất trước trong các Tấm sợi carbon có thể dao động từ 20% đến 70% độ bền kéo cuối cùng của tấm. Điều này có nghĩa là ứng suất trước tác dụng lên tấm có thể đạt 20% đến 70% độ bền kéo cuối cùng của tấm.

Các Tấm sợi carbon dự ứng lực giúp cải thiện khả năng chống uốn, vênh và các loại biến dạng khác, đồng thời tăng tuổi thọ mỏi và độ bền tổng thể của chúng. Không phải tất cả các Tấm sợi carbon đều yêu cầu ứng suất trước. Việc lựa chọn tấm và liệu có tạo ứng suất trước cho nó trong thực tế hay không phụ thuộc vào nhu cầu thực tế và phải được xem xét trong quá trình thiết kế và sản xuất.

Hơn nữa, nếu ứng suất trước được áp dụng vượt quá khả năng chịu đựng của Tấm sợi carbon, thì ngay cả một tấm chắc chắn như thế này cũng sẽ gặp các vấn đề như nứt, tách lớp và gãy.

Những lợi thế hiệu suất của Tấm sợi carbon là gì?

Tấm sợi carbon dự ứng lực được coi là phiên bản gia cố của Tấm sợi carbon, nhưng chúng không được áp dụng rộng rãi. Trên thực tế, các Tấm sợi carbon thông thường, chỉ cần nguyên liệu thô có chất lượng cao và quy trình sản xuất phức tạp, sẽ có hiệu suất tổng thể tuyệt vời.

1. Trọng lượng nhẹ: Mật độ của Tấm sợi carbon thường là 1,7g/cm³, thấp hơn nhiều so với kim loại và có thể so sánh với nhựa, mang lại lợi thế đáng kể trong việc phát triển trọng lượng nhẹ công nghiệp.

2. Độ bền kéo cao: Độ bền kéo của tấm sợi carbon có thể vượt quá 2000MPa, gấp nhiều lần so với tấm thép. Tấm sợi carbon chất lượng cao có thể đạt cường độ vượt quá 3500MPa.

2. Mô đun đàn hồi cao: Độ cứng là tỷ số ứng suất - biến dạng của tấm, độ dốc của đường cong ứng suất - biến dạng trong phạm vi đàn hồi của nó. Mô đun đàn hồi của tấm sợi carbon thông thường có thể đạt tới 250 GPa, cao hơn nhiều lần so với tấm thép. Tấm sợi carbon chất lượng cao (mô đun cao) có thể dễ dàng đạt cao hơn gấp 10 lần.

3. Chống ăn mòn: Tấm sợi carbon có khả năng chống ăn mòn cao và không bị rỉ sét hay ăn mòn như kim loại. Điều này làm cho chúng trở nên lý tưởng để sử dụng trong môi trường khắc nghiệt, chẳng hạn như các ứng dụng xử lý hàng hải hoặc hóa chất.

4. Chống mỏi: Tấm sợi carbon có khả năng chống mỏi cao, nghĩa là chúng có thể chịu được các chu kỳ tải lặp đi lặp lại mà không bị hư hỏng hoặc hỏng hóc. Điều này khiến chúng trở nên lý tưởng cho các ứng dụng đòi hỏi độ bền cao, chẳng hạn như hàng không vũ trụ, máy bay không người lái và linh kiện ô tô.

So với kim loại và nhựa, tấm sợi carbon mang lại những lợi thế tổng thể đáng kể, với một số đặc tính hiệu suất riêng biệt vượt xa hai đặc tính sau. Đây là lý do chính cho việc sử dụng chúng trong các ứng dụng cao cấp như hàng không vũ trụ.