Stap 8: Inleiding tot de composieten
1) Carbon fiber is alleen sterk in de richting die de vezels worden uitgevoerd. Het is 10 x sterker wanneer gericht met de vezels dan over hen. Deze eigenschap staat bekend als zijnde "anisotrope" (in tegenstelling tot metalen, met uniforme sterkte in alle richtingen, die isotroop zijn). Als anisotrope kunt de ontwerpers om de sterkte in een deel van de carbon fiber alleen waar ze het nodig hebben. Dit bespaart gewicht, maar vereist dat u precies welke benadrukt het deel zal worden onderworpen weet aan! Als u niet voor alle ervaren krachten ontwerpen, kan uw kant mislukken. Zie de bijgevoegde foto om te zien hoe sterk de absolute waarde (stijfheid) van koolstofvezel daalt af wanneer de belasting niet gericht met de vezel is.
2) samengestelde delen zijn samengesteld uit een aantal lagen plies genoemd. Het aantal lagen gebruikt en de richting bepaalt de sterkte van het deel.
a. 0 graden plies (met de vezels die loopt langs de lengte van een buis) zijn sterkste op verzet tegen buigen, treksterkte en druksterkte ladingen. Fiets buizen hebben de meeste van hun vezels lopen in deze richting.
b. 90 graden plies (omtrek draait rond een buis) worden gebruikt om te zorgen voor hoepel stevigheid, weerstand te bieden aan verpletterend. Dit is de minst belangrijke richting op een fiets.
c. +-45 graden plies zijn het beste bij het verzet tegen torsional (draaien) en schuintrekken krachten. Dit is belangrijk, vooral bij kruisingen zoals de trapas.
3) Carbon fiber komt in geweven doek en in unidirectioneel tapes. De geweven doek heeft vezels lopen bij 0/90 graden loodrecht op elkaar. De meeste fietsen bestaan voornamelijk uit unidirectionele weefsel met een cosmetische "verzekering" der lagen van geweven vezels.
4) in de praktijk zullen de meeste delen vereist een combinatie van alle bovenstaande krachten weerstaan. Bijvoorbeeld, zal een deel met 8 unidirectionele plies @ 0, 90, + 45,-45,-45, + 45, 90, 0 graden vaart zitten kundig voor even de meeste krachten weerstaan. Dit is wat wordt genoemd een "quasi-isotrope" layup, aangezien het benadert de manier waarop die een metalen deel zou werken. Voor zeer complexe kruispunten als de bottom bracket sjouwen waar er een heleboel krachten aan het werk die moeilijk te voorspellen, dit soort layup zal worden zwaarder, maar veiliger.
5) sterkte komt uit continu vezels, die een directe belasting-pad door uw kant te maken. Wees voorzichtig met het schuren van uw kant-als u zand naar beneden een klonterige layup omwille van esthetiek, u kan worden versnijden van het long-strand carbon vezels en zijn integriteit in gevaar te brengen.
6) je kunt niet duwen aan een touw. Carbon fiber is gewoon een fancy weefsel, dus terwijl het duren kan (trekkracht) ladingen trekken, het duwen (druksterkte) ladingen zonder enige hulp niet nemen. Dit is waar de epoxyhars komt. De epoxy is de matrix die houdt alle de carbon vezels op zijn plaats en verandert de afzonderlijke lagen in een sterk en Verenigd geheel.
7) bij het opmaken van uw koolstofvezel, wilt u ervoor te zorgen dat elk van de duizenden individuele onderdelen hebben bevochtigd uit met epoxy. Als uw layup teveel epoxy heeft, is het enige nadeel dat het zijn zal zwaarder (en een beetje meer breekbaar). Als de vezels hebben niet goed verzadigd, zal het niet sterk helemaal.
8) alleen gebruiken epoxyhars. Terwijl meer duurder dan polyester, het is beduidend sterker en minder breekbaar, en creëert veel sterker obligaties met de carbon vezels. Het is ook veel minder giftig en ruikt niet als de dood.
9) compressie is belangrijk. Carbon vezels zijn stijf en zal hebben de neiging om het ontvouwen van een gebogen oppervlak die u heb stak ze op. De afzonderlijke lagen zal niet ook samen bond in een sterke uniforme deel. De sleutel tot het voorkomen van dit is voor het comprimeren van de vezels samen. Dit kan worden bereikt met een tweedelige mal, door vacuüm-zakken, of gewoon door inwikkeling van het deel in vinyl elektrische tape (sticky-side-out) voor het comprimeren van het allemaal samen.
10) koolstofvezel catastrofaal is mislukt. In tegenstelling tot staal - en in veel mindere mate, aluminium - die buigen zal als ze falen, automatisch carbon fiber onderdelen uitgelijnd. Dit kan plotseling en zonder waarschuwing, die kunnen gevaarlijk zijn als je aan het rijden bent! In de praktijk is dit niet een groot probleem, omdat een carbon fiber-deel dat weegt zo veel als een staal of aluminium een zal veel sterker worden, maar gewoon beseffen dat tenzij u een ingenieur, is het beter om te weerstaan aan de drang om uw koolstofvezel superlight gewrichten (ten minste voor uw eerste frame). Een klein beetje extra gewicht gaat een lange weg voor betrouwbaarheid en gemoedsrust.
