¿Qué tan fuerte es la fibra de carbono que se utilizará para fabricar el cuerpo y el chasis de los autos deportivos?

Fibra de carbono: una bendición en la tecnología de automóviles y deportes de motor

Todos sabemos sobre este material mágico y sus capacidades. Con el avance de la tecnología y la investigación de la ciencia de los materiales, ahora hemos podido desarrollar un material que es más fuerte que el concreto, pero más liviano que el aluminio.

La competencia entre las industrias automotrices es muy feroz. Todos quieren desarrollar un auto mejor y más rápido que otros. Con materiales como este, ahora es posible fabricar el chasis del automóvil que puede soportar el impacto de hasta 300 km / h.

El factor importante en los autos deportivos es la relación potencia / peso. Mayor relación potencia / peso, mejor y más rápido el automóvil. Uno puede lograr esto desarrollando un motor más potente, que por supuesto agregaría más peso. La otra opción es reducir el peso, lo cual es bastante posible con el chasis de fibra de carbono y el motor con aleaciones de aluminio. Aquí me estoy centrando en la fibra de carbono y sus capacidades.

Aquí está la estructura de la FQ:

La infame estructura de panal:

La curva de tensión-tensión para este material nos dirá más sobre sus propiedades:

En el término de los laicos:

Entonces, a partir de los gráficos, podemos resumir que la CF es lo suficientemente fuerte como para soportar cargas de alto impacto que ocurren a alta velocidad. Pero el material es frágil, no dúctil. Mira este video:

Todas estas cosas significan que CF es lo suficientemente fuerte como para un chasis de automóvil deportivo. Pero, ¿qué pasaría si el automóvil choca con una barrera a la velocidad de más de 300 km / h? Mira esto:

La respuesta de Akshay Vaishnav a ¿Cuáles son los hechos más interesantes que conoces?

Así que todas las cosas se están probando antes de que llegue a la línea de producción.

Gracias

Akshay

La fibra de carbono utilizada en los autos deportivos es 5 veces más fuerte y 10 veces más liviana que el acero.

¿Fuerza?

La fibra de carbono tiene una alta resistencia a la tracción, un módulo de alta elasticidad, una súper rigidez que hace que las partes del cuerpo y el chasis sean muy resistentes. A partir de los años 80 en adelante, la fibra de carbono se utilizó principalmente para fabricar chasis de automóviles F1 debido a sus propiedades de peso ligero que mejoraron la aceleración y ayudaron a alcanzar velocidades más altas con un menor consumo de combustible.

Este video demuestra la resistencia de la fibra de carbono en comparación con la resistencia del acero. La fibra de carbono soportó 4700 Nm de torque durante la prueba de torsión, pero el acero solo pudo soportar un torque de 1700 Nm, lo que explica fácilmente su resistencia.

La fibra de carbono también tiene una mayor resistencia a la fatiga en comparación con el titanio, el acero o el aluminio. Eso significa que puede soportar cargas aplicadas repetidamente, lo cual es crucial tener en los autos deportivos como usted ha mencionado.

Los ingenieros que han realizado investigaciones líderes de fibra de carbono también han dicho que, si los componentes se fabrican correctamente, seguramente durarán toda la vida.

¿Cuál es la vida útil de un cuadro de carbono?

El uso de fibras de carbono como partes de automóviles no es una tecnología nueva, ya que los fabricantes lo usan desde hace más de una década. La mayoría de las partes de los autos de carreras de F1 han sido fabricadas por esto para mantenerlas livianas y generar más torque según la relación de combustible.

  1. La mayoría de ellos (fibras de carbono) se utilizan como CNT (nano tubos de carbono) que tienen diversas aplicaciones en el campo. La mayoría de las partes importantes de automóviles (máquinas de carreras de lectura F1) se han diseñado en este material, como eje de transmisión delantero, eje de transmisión, eje de transmisión trasero, frenos de disco y muchos más para evitar chocar en condiciones de alta carga como rotura o colisión.
  2. Estos fabricantes están utilizando CNT de muchas maneras diferentes, ya que podemos cambiar el patrón del átomo de carbono en orden para obtener diferentes propiedades. Hay muchas formas en que se puede modificar una CNT, algunas son: –
    • Sillón ( n , n ) es decir: m = n
    • Zigzag
    • Chiral y la lista continúa con Single Wall CNT’s y Multi Wall CNT’s.

    3. Como las propiedades de carga de los materiales de fibra de carbono son simplemente impresionantes, los científicos han hecho un experimento tomando una varilla de acero y una varilla de fibra de carbono (solo el peso medio de la varilla de acero) y luego, aplicaron cierta cantidad de torque en ambos varillas, el ACERO sale con un par de torsión de 1376 Nm sin ningún daño (punto máximo), y la BARRA DE FIBRA DE CARBONO soportó un par de torsión alrededor de 4728 Nm, a pesar de tener la mitad de peso.

    4. La fibra de carbono tiene una densidad de aproximadamente 1800 kg / m ^ 3, mientras que el aluminio es de aproximadamente 2700 kg / m ^ 3; por lo que la fibra de carbono también es aproximadamente 1,5 veces más ligera, por unidad de volumen, y las siguientes son estimaciones aproximadas de los datos:
    Fibra de carbono = 3,500,000,000 / 1800
    = 1,944,444.444
    Aluminio = 448,000,000 / 2700
    = 165,925.925

    5. La fibra de carbono tiene una resistencia específica a la tracción de 11.719 veces la del aluminio, aproximadamente el mismo valor que ya conocíamos.

    6. Propiedades: – CarbonoFibraLos polímeros reforzados son materiales compuestos. En este caso, el compuesto consta de dos partes: una matriz y un refuerzo . En CFRP, el refuerzo es fibra de carbono , que proporciona la resistencia. La matriz suele ser una resina polimérica , como el epoxi, para unir los refuerzos.

    7. Con un peso de tan solo 6 libras, esta armadura de fibra de carbono compuesta de tubos de ¾ ”x ¾” y escudetes se sometió a una prueba en voladizo con 800 libras colocadas al final sin romperse.

    Entonces, no tengas miedo de estrellarte. La fibra de carbono seguramente llevará la tecnología del automóvil al máximo al brindar sus enormes características en diferentes estados de la materia y, por la cuestión de la DURABILIDAD, déjelo en contacto con SU FIBRA DE CARBONO, sin óxido, sin degradación, alta resistencia a la tracción, altos poderes de carga. cualquier metal y muchas más características que no puedo contar con mis dedos (agregando los dedos de mis dedos también).

    qué más esperas de un compuesto.

    ESPERO QUE ESTO AYUDE.

    La fibra de carbono (CF) viene en una variedad de puntos fuertes y el diseñador inteligente usará el elemento que sea mejor para la aplicación. Que tan fuerte es Es tan fuerte como debe ser … con suerte.

    Además de la utilización del grado correcto de material, se debe utilizar el proceso de fabricación correcto. Tener el mejor material y la peor fabricación no le dará un producto intermedio, le dará un montón de chatarra costosa.

    En cuanto a la capacidad de la FQ para mejorar la seguridad en colisiones, debo decir que realmente no es lo más seguro que existe. La atenuación de impacto tiene mucho que ver con la absorción de energía, haciendo que las cosas se doblen y aplasten de manera predecible. La fibra de carbono no lo hace muy bien en la mayoría de los casos.

    Para descansar tus dudas mira esto:

    http://sploid.gizmodo.com/heres-

    Lo que debes entender es que la fuerza depende solo de los enlaces entre las moléculas / átomos, no su masa / peso. De lo contrario, el oro que es mucho más pesado que el acero hubiera sido más duro. Pero el oro puro es tan maleable que puede presionar y deformar una barra de oro. Las fibras de carbono deben su increíble fuerza a su fuerte unión con el material de “refuerzo” que requiere mucha más energía para romperse. Entonces, si tienes el dinero, siempre elige fibras de carbono