Carbon monocoque. Kompozitne tehnologije: Molekularna struktura. Pročitajte i o ovoj temi

Ranije je ovjes bicikla razvijen korištenjem 2D kinematičkog modela. Advanced Dynamics je razvijen u saradnji sa CEIT-om (Guipuzcoa Studies and Technical Research Centre) na osnovu virtuelnih simulacija i simulacionih programa za off-road biciklizam sa aktivnim prednjim i zadnjim ogibljenjem. CEIT je centar za istraživanje i razvoj posvećen razvoju i testiranju najnovije tehnologije naručile velike industrijske kompanije. Koristeći ovaj sistem virtuelne analize, Orbea i CEIT su bili u mogućnosti da identifikuju sve varijable koje utiču na performanse ogibljenja na spustovima, usponima i raznim vrstama terena. Kao rezultat toga, bilo je moguće identificirati 4 ključna elementa oko kojih je izgrađen razvoj nova suspenzija: Ovjes koji ne samo da čini bicikl udobnijim, već mu i ne uskraćuje dinamiku, najefikasnije korištenje punog hoda ovjesa, posebno podešeni amortizeri i zapečaćeni zatvoreni ležajevi.

Mnogi drugi dizajneri rade sve proračune na papiru ili kompjuteru, ali mi smo kreirali vaše virtuelne klonove. Naši programi za simulaciju vam omogućavaju da ponovo kreirate mnogo različitih faktora koji utiču na performanse ogibljenja: od tipa terena, konstitucije i položaja vozača tokom vožnje, do raspodele opterećenja na pedale, sedlo, upravljač itd. Na osnovu podataka iz opsežnog istraživanja, kreirali smo ovjes koji maksimizira apsorpciju udaraca bilo kojeg tipa, minimizira odbijanje pedaliranja i osigurava siguran kontakt točka s podlogom po kojoj se vozite, bez obzira na vrstu terena.



Atrakciona tehnologija će vašoj vožnji dodati udobnost o kojoj sanjaju mnogi biciklisti. Odgovoran je za neutralizaciju vibracija koje se javljaju tokom vožnje i optimizuje opterećenje na točkovima, poboljšavajući efikasnost pedaliranja. Ova tehnologija također poboljšava upravljanje i vuču bicikla bez obzira na tip bicikla i vremenske uvjete.

Vilica i zadnji trougao ažuriranog Orca redizajnirani su za udobniju i efikasniju vožnju. Tehnologija privlačenja odgovorna je za prigušivanje udaraca koji nastaju prilikom vožnje po neravnom kolovozu bez žrtvovanja torzijske krutosti okvira, čime se povećava efikasnost pedaliranja.

Pomaže u postizanju nenadmašnih rezultata na daljinu

Zbog posebnog profila gornjih lančića, vibracije koje nastaju tokom vožnje se ne prenose na vozača, već se prigušuju prije nego što dođu do njega, pretvarajući se iz uzdužnih u blage poprečne vibracije. Na ovaj način smo uspjeli kreirati takmičarski bicikl najvišeg nivoa, koji u potpunosti zadovoljava zahtjeve sportista koji doživljavaju najzahtjevnija fizička opterećenja tokom trka:

  • smanjen je nivo vibracija koje se prenose na vozača tokom vožnje;
  • poboljšano prianjanje bicikla s površinom puta (kao rezultat toga, vozač će moći da pravi efikasnija ubrzanja i trzaje u sprintu, a istovremeno će bicikl biti bolje kontroliran);
  • povećana efikasnost prenosa sile na zadnji točak pri pedaliranju;

Orbea Carbon

Ugljik koji Orbea koristi u svojoj proizvodnji je kompozitni materijal koji se sastoji od karbonskih vlakana visokog modula elastičnosti. Koristimo ga za kreiranje optimalnih okvira u smislu krutosti, čvrstoće i prigušenja vibracija. Ovo najvažnije karakteristike za stvaranje savršenog okvira.

Iskoristili smo svo akumulirano iskustvo i napredne tehnologije kako bismo razvili tri vrste vlakana: Zlato, Srebro, Bronza. Razlikuju se po fizičkim svojstvima i, kao rezultat, u željenom području upotrebe. Stoga svi naši karbonski okviri imaju sljedeće oznake u zavisnosti od vrste vlakana koja se koriste:

O moj Bože. Orbea Monokok zlato

OMS. Orbea Monokok Srebro

OMB. Orbea Monokok bronza

Jedna od ključnih razlika između tipova vlakana je vrijednost modula elastičnosti (Youngov modul). Što je veća vrijednost Youngovog modula, veća je krutost konstrukcije i manja je njena težina. Shodno tome, svaka vrsta karbonskih vlakana koju smo razvili ima određenu vrijednost Youngovog modula: zlato - maksimalna vrijednost, srebro - visoka, bronza - srednja.

O moj Bože. Orbea Monokok zlato

OMG ugljenik se sastoji od vlakana sa najvećim Youngovim modulom i ima najbolju krutost i težinu. Upotreba ovakvih vlakana, položenih u određenim slojevima, koji su zauzvrat prošli kroz višestepenu analizu konačnih elemenata (FEA, Finite Elements Analysis), omogućava nam da kreiramo okvire koji imaju maksimalnu krutost uz minimalnu težinu. Ovi okviri se naknadno koriste na takmičenjima na najvišem nivou. Stavljamo vrhunsku tehnologiju u vaše ruke.

OMS. Orbea Monokok Srebro

OMS ugljenik se sastoji od vlakana visokog modula elastičnosti. Daju okvirima dovoljnu krutost, visok nivo prigušenja vibracija i maksimalnu efikasnost pri pedaliranju na velikim udaljenostima. OMS ugljenik je napravljen od kombinacije vlakana sa najvišim Youngovim modulom i vlakana koja obezbeđuju visok nivo prigušenja vibracija.

OMB. Orbea Monokok bronza

OMB carbon vam nudi optimalnu kombinaciju vlakana srednjeg modula elastičnosti, a opet fleksibilna i izdržljiva. Široko se koristi u pristupačnijim karbonskim okvirima. Veća gustoća i čvrstoća na pritisak brončanih vlakana povećava njihovu sposobnost prigušivanja vibracija i izdržljivost. A sve zato što su Orbea inženjeri u svom radu uvijek pokušavali premašiti općeprihvaćene standarde u industriji. Nastojimo osigurati da vozači koji prvi put otkrivaju Orbea karbonske okvire mogu izvući maksimum iz njih i postići izvanredne rezultate i napredak.

Monokok tehnologija

Inženjeri Orbee su odavno shvatili da je monocoque jedina tehnologija koja vam omogućava da okvir učinite optimalnim u smislu krutosti, izdržljivosti i udobnosti. Video ispod pokazuje kako tradicionalni karbonski okvir degradira tokom vremena, dok monokok okvir ostaje kao da je upravo izašao iz fabrike.

Tehnologija monocoque također omogućava kreativnije dizajniranje okvira i još uvijek dobru otpornost na zamorne pukotine. Zbog toga možemo dati doživotnu garanciju na sve naše bicikle: naši okviri su pouzdani i njihov učinak se ne mijenja tokom vremena.

Šta je izvanredno u monokok tehnologiji koja se koristi u Orbei?

Ukupna čvrstoća i pouzdanost konstrukcije veća je zbog optimalne raspodjele opterećenja kroz konstrukciju okvira, odsustva zavara i spojeva. To znači da vas okvir neće iznevjeriti, bez obzira na to koliko je teško staza. Tehnologija monocoque omogućava savršeno povezivanje vlakana u kompozitnim materijalima ne samo u vanjskim slojevima, već iu unutrašnjim, čime se sprječava nastanak zamornih pukotina na spojevima elemenata okvira. Posljednji problem je tipičan za okvire proizvedene korištenjem jeftine i tradicionalnije tehnologije. Trebate li još argumenata u korist Orbea monocoque okvira? Na kraju krajeva, radi se o krutom i pouzdanom okviru, sa dekorativnim elementima koji se neće ljuštiti i pucati u visoko opterećenim dijelovima konstrukcije, s okvirom koji je monolitno remek djelo kompozitne umjetnosti, a ne sastavlja se od pojedinačni elementi… Izbor je očigledan.

NLO je sistem suspenzije sa druge planete.

UFO je sistem karbonskog ovjesa dizajniran da oslobodi korisnika tradicionalnih okretnih osovina i svega što dolazi s njima: matica, vijaka, ležajeva i, konačno, samih osovina. Kao rezultat toga, uspjeli smo smanjiti težinu rama i vrijeme potrebno za održavanje ovjesa, dok smo povećali ukupnu krutost konstrukcije i prianjanje bicikla na tehničkom terenu. Profesionalnim sportistima je potreban lagan, a opet optimalan zadnji ovjes: oni traže savršenu ravnotežu. I UFO tehnologija je spremna da im to ponudi: sistem ovjesa koji ispunjava najstrože zahtjeve za težinom (ram sa amortizerom 1,95 kg), jednostavan za održavanje i pouzdan.

UFO tehnologija omogućava veću vuču i torzionu krutost na tehničkom terenu dok je lakša i lakša za održavanje

Prednosti

Oiz Carbon je jedinstveni bicikl u svojoj klasi, koji koristi sistem stražnji ovjes bez ose rotacije. Savršena kombinacija krutosti i fleksibilnosti karbonskih vlakana rezultira suspenzijom koja je otporna na bočna i torzijska opterećenja, koja dobro podnosi neravne terene tokom čitavih 85 mm hoda amortizera.

Kao rezultat:

Inovativni sistem ovjesa koji pruža sigurnu kontrolu bicikla na spustovima, efikasnost pedaliranja pri usponima, više udobnosti i manje zamora vozača tokom dugog boravka u sedlu.

SSN Technology

SSN (Size Specific Nerve) je više od tehnologije, to je način organiziranja rada kroz cijeli proces proizvodnje bicikla. U početku je ovaj pristup korišten samo u razvoju modela iz linije Orca, ali smo ga potom počeli primjenjivati ​​i na modelima Alma i Onix.

Koristeći SSN tehnologiju, modeli se razvijaju iz linija Orca, Alma, Onix i Opal

Formula za vaše potrebe

Svaku veličinu bicikla razvijamo individualno. Struktura i krutost okvira optimizirani su prema statistici težine vozača na određenoj visini. Rezultat je 5 (prema broju veličina) individualno dizajniranih i savršeno izbalansiranih okvira.


AIZonE od Orbea

Projekat AIZonE (Aerodynamic Investigation Zone) razvijen je u saradnji sa zračnim tunelom San Diego (aerotunel koji se nalazi u američkom gradu San Diegu) i omogućio nam je da dobijemo mnogo različitih podataka o aerodinamici bicikala i vozača. To nam je omogućilo da poboljšamo aerodinamičke performanse ažurirane Orca za 14%. Uspjeli smo smanjiti otpor zraka i rezultat je stabilniji i bolje kontroliran bicikl.

Poboljšano rukovanje i stabilnost smanjenjem razmaka između okvira i pokretnih dijelova bicikla

Smanjenje razmaka između članova okvira i pokretnih dijelova bicikla (kao što su kotači) ključno je za smanjenje turbulencije. Nastaje kao rezultat činjenice da pri kretanju nadolazeći tok zraka neravnomjerno pritiska površinu okvira, komponente i vozača, stvarajući turbulencije. Ovi vrtlozi udaraju u izbočene dijelove bicikla, usporavajući vas.

Smanjenje razmaka između guma i površine okvira minimizira negativan uticaj nadolazećeg protoka vazduha. Dizajnirali smo naše bicikle imajući to na umu i na kraju smo dobili neke od najstabilnijih i najpovoljnijih bicikala na tržištu.

Veća brzina zahvaljujući kapljičastom obliku cijevi sjedala i stupa, koji je naslijedio Orca model iz Ordu serije bicikala

Orbea inženjeri su identifikovali dva ključna faktora za brzi bicikl: krutost okvira i aerodinamiku. Obje ove karakteristike su važne za stvaranje ne samo brzog bicikla, već i najefikasnijeg pri pedaliranju. Ordu modeli su bili prvi znakovi unutar ove paradigme, ali su kasnije primijenjeni na razvoj drugih linija.

Kap vode ima savršen aerodinamički oblik koji smo koristili za dizajniranje prednje cijevi i cijevi sjedišta na Ordu biciklima. Koristili smo podatke iz našeg istraživanja kako bismo redizajnirali cijev sjedala i stub na Orci, što je rezultiralo najbržim biciklom u pelotonu.

Smanjenje otpora nadolazećem protoku zraka (grami):

  • zadnji trougao: 14 g
  • stezaljka sjedala: 17g
  • stub volana i vilica: 15 g
  • cijev sjedišta i sjedala: 10g
  • prednja trouglasta donja cijev: 8g
Ukupno: smanjenje otpora na nadolazeći protok zraka za 64 grama, što je ekvivalentno 14% površine bicikla.

DCR tehnologija

DCR je ožičenje kablova i hidrauličnih vodova duž najkraće rute.

Stvorili smo i patentirali ekskluzivan i mnogo efikasniji od postojećih analoga, sistem ožičenja creva i kablova. Glavni principi u njegovom razvoju bili su jednostavnost i tačnost. Pobrinuli smo se da vam sajle ne smetaju tokom vožnje tako što smo ih ugurali u posebne aerodinamičke udubljenja na stranama gornje (i na nekim modelima donje cijevi) cijevi.

Manje održavanja, više zabave

  • sistem bez održavanja i precizniji rad kočnica i prekidača;
  • kabelske košulje opremljene su posebnim utikačima koji sprječavaju ulazak prljavštine unutra;
  • GoreRideOn premaz smanjuje trenje, produžava vijek trajanja omotača i kabela.

Manje košulja, što znači:

  • smanjenje dužine kablova;
  • smanjenje ukupne težine bicikla;
  • nema ogrebotina na okviru.

Šta znači Dama?

Dama se zalaže za poseban tehnološki pristup proizvodnji ramova za ženske bicikle. Žene su radikalno drugačije tjelesne građe od muškaraca, pa bi bicikli za njih trebali biti posebni. Prije svega, vrijedi obratiti pažnju na činjenicu da, statistički, slabija polovina čovječanstva ima duže noge i kraći torzo od muškaraca.

Promenili smo ceo tehnološki lanac, od izbora komponenti i materijala za izradu okvira do procesa proizvodnje. Jer bicikl treba da se prilagodi vama, a ne obrnuto.

Žene imaju posebnu građu, pa bi i bicikli za njih trebali biti posebni.

Kako Orbea koristi podatke iz više studija?

Smanjene su dimenzije svih cijevi u okvirima, osim one za upravljanje. A ugao nagiba i lokacija gornje cijevi promijenjeni su na način da najbolje odgovaraju karakteristikama ženske anatomije. Orbea također koristi posebno dizajnirane komponente, kao što su sedla i upravljač.

Sedla bi trebala biti nešto kraća i šira od muških modela, a upravljač bi trebao biti nešto uži. Takođe, za visoke žene posebno je uvedena veličina 46. Ranije to niko od proizvođača nije radio, a vozači su morali da kvare svoju kondiciju i zdravlje vozeći neprikladne bicikle. Implementacija tehnološka rješenja Serija Dama je još jedan korak ka potpunijem zadovoljenju svih želja biciklista.

CARBON ERA
... Nove grupe životinja počinju osvajati kopno, ali njihovo odvajanje od vodenog okoliša još nije bilo konačno. Do kraja karbona (prije 350-285 miliona godina) pojavili su se prvi gmazovi - potpuno kopneni predstavnici kičmenjaka ...
udžbenik biologije





Nakon 300 miliona godina, ugljenik se ponovo vratio na Zemlju. Govorimo o tehnologijama koje predstavljaju novi milenijum. Ugljik je kompozitni materijal. Zasnovan je na karbonskim nitima koje imaju različite čvrstoće. Ova vlakna imaju isti Youngov modul kao i čelik, ali je njihova gustoća čak niža od gustoće aluminija (1600 kg/m3). Oni koji nisu studirali na odsjeku za fiziku i tehniku ​​sada će morati da se naprežu... Youngov modul je jedan od modula elastičnosti, koji karakterizira sposobnost materijala da se odupre istezanju. Drugim riječima, karbonske niti je vrlo teško slomiti ili rastegnuti. Ali s otporom na kompresiju, sve je gore. Kako bi riješili ovaj problem, došli su na ideju ​​prepletati vlakna zajedno pod određenim uglom, dodajući im gumene niti. Zatim je nekoliko slojeva takve tkanine međusobno povezano epoksidnim smolama. Dobiveni materijal naziva se karbonska ili karbonska vlakna.

Od sredine prošlog veka mnoge zemlje eksperimentišu sa proizvodnjom ugljenika. Prije svega, vojska je, naravno, bila zainteresirana za ovaj materijal. Ugljik je ušao na slobodno tržište tek 1967. godine. Prva kompanija koja je počela prodavati novi materijal bila je britanska kompanija Morganite Ltd. Istovremeno, prodaja karbonskih vlakana, kao strateškog proizvoda, bila je strogo regulisana.
Prednosti i nedostaci

Najvažnija prednost karbonskih vlakana je najveći omjer snage i težine. Modul elastičnosti najboljih "klasa" karbonskih vlakana može premašiti 700 GPa (a ovo je opterećenje od 70 tona po kvadratnom milimetru!), A opterećenje pri lomljenju može doseći 5 GPa. Istovremeno, ugljenik je 40% lakši od čelika i 20% lakši od aluminijuma.

Među nedostacima ugljika: dugo vrijeme proizvodnje, visoka cijena materijala i poteškoće u obnavljanju oštećenih dijelova. Još jedan nedostatak: kada su u kontaktu s metalima u slanoj vodi, karbonska vlakna izazivaju jaku koroziju i takve kontakte treba isključiti. Upravo iz tog razloga karbonska vlakna nisu mogla tako dugo ući u svijet vodenih sportova (nedavno su naučili da zaobiđu ovaj nedostatak).





Još jedno važno svojstvo karbonskih vlakana je njegova niska deformabilnost i niska elastičnost. Pod opterećenjem se karbonska vlakna lome bez plastične deformacije. To znači da će karbonski monokok zaštititi vozača od najtežih udaraca. Ali ako ne izdrži, neće se saviti, već se slomiti. I razbiće se na oštre komade.

Dobivanje karbonskih vlakana

Do danas postoji nekoliko načina za dobivanje karbonskih vlakana. Glavni su hemijsko taloženje ugljika na filament (nosač), rast vlaknastih kristala u laganom luku i izgradnja organskih vlakana u posebnom reaktoru - autoklavu. Posljednja metoda je najčešće korištena, ali je i prilično skupa i može se koristiti samo u industrijskim uvjetima. Prvo morate nabaviti karbonska vlakna. Da biste to učinili, uzmite vlakna materijala koji se zove poliakrilonitril (aka PAN), zagrijte ih do 260 ° C i oksidirajte. Dobiveni poluproizvod se zagrijava u inertnom plinu. Dugotrajno zagrijavanje na temperaturama od nekoliko desetina do nekoliko hiljada stepeni Celzijusa dovodi do takozvanog procesa pirolize - isparljive komponente se smanjuju iz materijala, čestice vlakana stvaraju nove veze. U ovom slučaju dolazi do karbonizacije materijala - "karbonizacije" i odbacivanja neugljičnih spojeva. Posljednji korak u proizvodnji karbonskih vlakana uključuje tkanje vlakana u ploče i dodavanje epoksidne smole. Rezultat su listovi crnih karbonskih vlakana. Imaju dobru elastičnost i visoku vlačnu čvrstoću. Što više vremena materijal provede u autoklavu i što je temperatura viša, ugljenik se dobija bolje. U proizvodnji svemirskih karbonskih vlakana, temperatura može doseći 3500 stepeni! Najizdržljivije sorte dodatno prolaze kroz još nekoliko faza grafitizacije u inertnom plinu. Cijeli ovaj proces je energetski intenzivan i složen, jer je ugljik znatno skuplji od stakloplastike. Ne pokušavajte provesti proces kod kuće, čak i ako imate autoklav - postoji mnogo trikova u tehnologiji ...

Ugljik u svijetu automobila

Pojava karbona nije mogla a da ne zainteresuje dizajnere trkaćih automobila. Do trenutka kada su karbonska vlakna uvedena u F1 kola, skoro svi monokoki bili su napravljeni od aluminijuma. Ali aluminijum je imao nedostatke, uključujući nedostatak čvrstoće pod velikim opterećenjima. Povećanje snage zahtijevalo je povećanje veličine monokoka, a time i njegove mase. Ugljična vlakna su se pokazala kao odlična alternativa aluminiju.





Prvi automobil koji je imao šasiju od karbonskih vlakana bio je McLaren MP4. Put karbona u motosportu bio je trnovit i zaslužuje posebnu priču. Do danas, apsolutno svi automobili Formule 1, kao i gotovo sve "junior" formule, a većina superautomobila, naravno, imaju karbonski monokok. Podsjetimo, monokok je noseći dio konstrukcije automobila, na njega su pričvršćeni motor i mjenjač, ​​ovjes, dijelovi perja i vozačko sjedište. Istovremeno, igra ulogu sigurnosne kapsule.

tuning

Kada kažemo "karbon", setimo se, naravno, haube tjuning automobila. Međutim, sada nema dijela karoserije koji ne bi mogao biti napravljen od karbona – ne samo haube, već i branici, branici, vrata i krovovi... Činjenica uštede na težini je očigledna. Prosječno povećanje težine pri zamjeni haube karbonskim vlaknima je 8 kg. Međutim, za mnoge će glavna stvar biti činjenica da karbonski dijelovi na gotovo svakom automobilu izgledaju ludo elegantno!

Karbon se pojavio u kabini. Nećete puno uštedjeti na poklopcima za čaše od karbonskih vlakana, ali estetika je neosporna. Ni Ferrari ni Bentley ne preziru salone sa elementima od karbonskih vlakana.

Ali karbon nije samo skup materijal za oblikovanje. Na primjer, čvrsto se registrirao u kvačilu automobila; štaviše, i frikcione obloge i sam disk kvačila su napravljeni od karbonskih vlakana. Karbonsko "kvačilo" ima visok koeficijent trenja, male je težine i otporno je na trošenje tri puta više od konvencionalnog "organskog".






Još jedno područje primjene karbona su kočnice. Nevjerovatne performanse kočnica današnje F1 dolaze od diskova od karbonskih vlakana koji mogu podnijeti ekstremne temperature. Izdrže do 800 toplotnih ciklusa po trci. Svaki od njih teži manje od kilograma, dok je čelični pandan najmanje tri puta teži. Karbonske kočnice još ne možete kupiti na običnom automobilu, ali takva rješenja se već sreću na superautomobilima.

Još jedan često korišten uređaj za podešavanje su jaka i lagana karbonska vlakna kardansko vratilo. A nedavno su se pojavile glasine da će Ferrari F1 na svoje automobile ugraditi karbonske mjenjače ...

Konačno, ugljik se široko koristi u trkačkoj odjeći. Karbonske kacige, čizme sa karbonskim umetcima, rukavice, odijela, zaštita za leđa itd. Ova "oprema" ne samo da izgleda bolje, već i povećava sigurnost i smanjuje težinu (veoma važno za kacigu). Karbonska vlakna su posebno popularna kod motociklista. Najnapredniji bajkeri se oblače u karbon od glave do pete, ostali tiho zavide i štede novac.
Nova religija

Neprimjetno i tiho se ušuljala nova karbonska era. Ugljik je postao simbol tehnologije, izvrsnosti i novog vremena. Koristi se u svim tehnološkim oblastima - sport, medicina, svemir, odbrambena industrija. Ali ulvolokno ulazi u naš život! Već sada možete pronaći olovke, noževe, odeću, šolje, laptope, čak i karbonski nakit... Znate li šta je razlog popularnosti? Jednostavno je: Formula 1 i svemirski brodovi, najnovije snajperske puške, monokoke i dijelovi za superautomobile – osjećate li povezanost? Sve je to najbolje u svojoj industriji, granica moderne tehnologije. A ljudi kupujući ugljenik kupuju komad savršenstva koji je većini nedostižan...







činjenice:
u karbonskom listu debljine 1 mm 3-4 sloja karbonskih vlakana
Britanska kompanija Hardy Brothers je 1971. godine prva u svijetu predstavila štapove za pecanje od karbonskih vlakana.
danas se od karbonskih vlakana prave užad visoke čvrstoće, mreže za ribarske brodove, trkaća jedra, vrata pilotske kabine aviona, vojničke kacige otporne na metke
za sportsko streljaštvo na daljinu, profesionalni sportisti obično koriste aluminijske i karbonske strijele.

Na sajmu automobila u Essenu, vidjeli smo nakaradni karbonski prsten na jednom od zaposlenika AutoArt štanda. Kada su ga zamolili da pokaže proizvod u svom beskonačnom katalogu, odgovorio je da je to zapravo samo karbonsko čvorište koje je uklonio sa svog bicikla...

Pročitao sam blog ovdje i pomislio, koliko znam o ugljiku? Izdržljiv je, lijep i šaren. Također znam da auto možete zalijepiti karbonskim vlaknima. Zanimala me priča, pročeprkala sam malo po internetu i odlučila da iznesem kopiju i pejst hodgepodge i svoja razmišljanja o ovom pitanju.
Vjerovatno ću odmah napisati da će biti puno pisama) Pokušat ću napraviti zanimljiv post)

U početku je riječ ugljik nastala od skraćenice naziva karbonskog perioda postojanja naše planete (prije 360-286 miliona godina, ili prema wikiju prije 360-299 miliona godina), kada su položene velike rezerve uglja. u utrobi Zemlje.

Svijet se prvi put upoznao sa karbonskim vlaknima 1880. godine, kada je Edison predložio da ih koriste kao filamente lampe, ali je ta ideja ubrzo zaboravljena zbog pojave volframove žice. Tek sredinom prošlog veka ljudi su se ponovo zainteresovali za karbonska vlakna kada su tražili nove materijale koji bi mogli da izdrže hiljade temperatura u raketnim motorima.

Prvi put je ugljik korišten u NASA-inom programu za izgradnju svemirskih letjelica, zatim je vojska počela koristiti ugljik. A 1967. godine ugljik se počeo slobodno prodavati u Engleskoj, ali je njegova količina bila ograničena, a proces je kontrolirala država. Prva kompanija koja je počela prodavati novi materijal bila je britanska kompanija Morganite Ltd. Istovremeno, prodaja karbonskih vlakana, kao strateškog proizvoda, bila je strogo regulisana.

Godine 1981. John Barnard je bio pionir upotrebe karbonskih vlakana u trkaćem automobilu, a od tada je karbon ušao u moto sport, gdje je i danas jedan od najboljih materijala. Sada je ugljenik uključen u naš svakodnevni život.

Ali hajde da polako shvatimo šta je ugljenik i od čega se sastoji?:
Karbon - napravljen od kompozitnih materijala. Sastoji se od uredno isprepletenih karbonskih niti, koje su isprepletene pod određenim uglom.
Karbonske niti su vrlo otporne na rastezanje, u rangu su sa čeličnim, jer da biste ih slomili ili rastegnuli, morate se jako potruditi. Ali, nažalost, nisu tako dobri u kompresiji koliko su u napetosti, jer se mogu slomiti. Da bi se to izbjeglo, počeli su se međusobno preplitati pod određenim kutom uz dodatak gumene niti. Nakon toga, nekoliko gotovih slojeva se povezuje epoksidnim smolama, a izlazi uobičajeni materijal za naše oči - ugljik.

U stvari, postoji mnogo opcija za izradu karbonskih vlakana kao takvih. Postoje različite metode, različiti pristupi i tako dalje. Nakratko razmatramo tehnologiju, da tako kažem, za opći razvoj, da bismo barem zamislili kako je i s čime se jede =) Tehnologije su različite, ali suština je ista - to su karbonske niti. One su jedna od glavnih komponenti.

No, vratimo se na zanimljiviju temu. Karbon u motosportu.


počnimo s najjednostavnijim, da ubuduće ne bi bilo pitanja, šta je to? =) * Iskreno, tek sam saznao šta je to *
FITILJI U POMOĆ: Monokok (fr. monocoque) - vrsta prostorne strukture u kojoj (za razliku od okvira ili okvirne konstrukcije) vanjski omotač je glavni i po pravilu jedini nosivi element.

I eto, sad smo pametni, znamo šta je monokok, sad pređimo na karbon u samom motosportu.
Pojava karbona nije mogla ne zainteresirati dizajnere trkaćih automobila. Do trenutka kada su karbonska vlakna uvedena u F1 kola, skoro svi monokoki bili su napravljeni od aluminijuma. Ali aluminijum je imao nedostatke, uključujući nedostatak čvrstoće pod velikim opterećenjima. Povećanje snage zahtijevalo je povećanje veličine monokoka, a time i njegove mase. Ugljična vlakna su se pokazala kao odlična alternativa aluminiju.

Ne kršeći ustaljene tradicije, nakon "službe u vojsci" karbonska vlakna "zauzmu" se sportom. Skijaši, biciklisti, veslači, hokejaši i mnogi drugi sportisti cijene laganu i izdržljivu opremu. U motosportu, era ugljenika počela je 1976. Prvo su se na McLaren automobilima pojavili pojedinačni dijelovi napravljeni od neobičnog materijala sa crnom prelivom, a 1981. McLaren MP4 je ušao na stazu s monokokom koji je u potpunosti napravljen od kompozita karbonskih vlakana. Tako je ideja glavnog dizajnera Lotus tima, Colina Chapmana, koji je stvorio potpornu osnovu trkaćeg karoserije 1960-ih, dobila kvalitativni razvoj. Međutim, u to vrijeme novi materijal još uvijek bio nepoznat tehnolozima u motosportu, jer je neuništivu kapsulu za McLaren izradila američka kompanija Hercules Aerospace, koja ima iskustva u razvoju vojnog svemira.


Put karbona u motosportu bio je trnovit i zaslužuje posebnu priču. Do danas, apsolutno svi automobili Formule 1, kao i gotovo sve "junior" formule, a većina superautomobila, naravno, imaju karbonski monokok. Podsjetimo, monokok je noseći dio konstrukcije automobila, na njega su pričvršćeni motor i mjenjač, ​​ovjes, dijelovi perja i vozačko sjedište. Istovremeno, igra ulogu sigurnosne kapsule.

Pa, čini se da smo manje-više shvatili šta je karbon, od čega se sastoji i kada je počeo da se koristi u motosportu.

U principu, kao i svi materijali na našoj planeti, ugljik ima svoje prednosti i nedostatke:

    Glavna prednost karbonskih vlakana je njegova snaga i mala težina. U poređenju sa legurama, ugljenik je 40% lakši od čelika, a u poređenju sa metalima, 20% je lakši od aluminijuma. Zato se karbon koristi u dijelovima trkaćih automobila, jer kada se smanji težina, snaga ostaje ista.

    Njegovo izgled. Karbon izgleda elegantno, lijepo i prestižno, kako na vozilima tako i u raznim drugim predmetima.

    Još jedno važno svojstvo karbonskih vlakana je njegova niska deformabilnost i niska elastičnost. Pod opterećenjem se karbonska vlakna lome bez plastične deformacije. To znači da će karbonski monokok zaštititi vozača od najtežih udaraca. Ali ako ne izdrži, neće se saviti, već se slomiti. Štaviše, rasprsnut će se na oštre komade. * U principu, možete čak i malo skočiti na njega =) *

Zapravo nedostaci:
    Prvi nedostatak je što pod uticajem sunca ugljenik može promeniti svoju nijansu.

    Drugi je da ako je bilo koji dio prekriven ugljikom oštećen, tada ga neće biti moguće popraviti, samo ćete ga morati potpuno zamijeniti.
    Treći nedostatak je trošak karbona, zbog toga neće svaki entuzijast automobila moći koristiti karbon prilikom podešavanja.

    Još jedan nedostatak: kada su u kontaktu s metalima u slanoj vodi, karbonska vlakna izazivaju jaku koroziju i takve kontakte treba isključiti. Upravo iz tog razloga karbonska vlakna nisu mogla tako dugo ući u svijet vodenih sportova (nedavno su naučili da zaobiđu ovaj nedostatak).

Vjerovatno loše pretražen, ali nisam našao fotografiju slomljenih karbonskih vlakana.

Pa da nastavimo))) naravno da je sve zanimljivo, šareno i lako. Ispostavilo se da su automobili od karbonskih vlakana stvarnost. Štaviše, koliko sam shvatio, mnogo su lakši (što daje veće šanse za ubrzanje), mnogo jači (što daje više šanse za preživljavanje) i ludo lepi (tada karbonski automobili). Ali postoji potpuno malo ALI: cijena pravog ugljika. Ne može svako sebi priuštiti da napravi takav automobil, ali zaista želite dotaknuti svijet nečeg vrlo sportskog i šarenog. Sve je odlučeno - postoji potražnja, biće i ponuda. A evo našeg odgovora na skupi ugljenik:

Za izradu karbonskih dijelova koriste se jednostavna karbonska vlakna s nasumično lociranim nitima koje ispunjavaju cijeli volumen materijala i tkanina (Carbon Fabric). Postoji na desetine vrsta tkanja. Najčešći su obični, keper, saten. Ponekad je tkanje uvjetno - traka od uzdužno raspoređenih vlakana se "zalijepi" rijetkim poprečnim šavovima samo da se ne bi raspala.
Gustoća tkanine, odnosno specifična težina, izražena u g/m2, pored vrste tkanja, zavisi i od debljine vlakna, koja je određena brojem karbonskih vlakana. Ova karakteristika višestruko od hiljadu. Dakle, skraćenica 1K znači hiljadu niti u vlaknu. Najčešće korištene tkanine u motosportu i tuningu su Plain i Twill gustoće od 150-600 g/m2, sa debljinom vlakana od 1K, 2.5K, 3K, 6K, 12K i 24K. 12K tkanina se također naširoko koristi u vojnim proizvodima (telo i glava balističkih projektila, lopatice propelera helikoptera i podmornica, itd.), odnosno gdje dijelovi doživljavaju ogromna opterećenja.

"Srebrna" ili "aluminijumska" boja je samo boja ili metalik premaz na stakloplastici. I nazvati takav materijal ugljikom je neprikladno - to je fiberglas. Raduje što se i dalje pojavljuju nove ideje u ovoj oblasti, ali po karakteristikama staklo se ne može porediti sa ugljeničnim ugljem. Obojene tkanine najčešće se izrađuju od kevlara. Iako neki proizvođači i ovdje koriste stakloplastike; čak se nalaze obojena viskoza i polietilen. Prilikom pokušaja uštede zamjenom kevlara spomenutim polimernim nitima, veza takvog proizvoda sa smolama se pogoršava. Ne može biti govora o bilo kakvoj snazi ​​proizvoda s takvim tkaninama.

Ali pogledajmo najnoviji i najmoderniji trend u nuklearnoj industriji. Naljepnica za automobil od karbonskih vlakana.

Materijal je stekao veliku popularnost, jer se mogao staviti na haubu, prtljažnik ili složeniji oblik, a cijena gotovih dijelova pokazala se 5-7 puta jeftinija od karbonskih vlakana.
U početku se karbonski film pojavio u obliku otapala na polimernom filmu. Proizvodnja je obavljena precrtavanjem uzorka tkanja samog karbonskog vlakna, obradom u grafičkom uređivaču i izlazom na ploter. Naziv ovog materijala dobio je Carbon 2d, što znači ravan (u dvije ravni).


kao što vidite, "ravni" ugljenik je prilično nezanimljiv. To je kao da gledate crno-bijeli film na modernom modernom TV-u.

Ali ipak, karbon ispod laka izgleda mnogo obimnije i bolje, pa entuzijasti nisu stali i u Japanu je nastao film koji imitira teksturu karbona u tri ravni! Odnosno, stvoren je upravo film teksture, gdje je treća ravnina postala okomita, čime je u potpunosti kopirala ugljik.

Trenutno postoji mnogo različitih opcija boja i 2d karbona i 3d. Sve zavisi od naših želja i naših finansijskih mogućnosti. Svi mogu dodirnuti svijet svjetlosti i izdržljivog materijala. Da, neka ne bude stvarno, ali biće prelepo. Iako je moje mišljenje zalijepiti karbonsku foliju, kao da kupujete lažni brendirani predmet. Da, izgleda lepo, ali nije stvarno. Opet zavisi od ukusa i boje =)

Hvala onima koji su pročitali do kraja, zaista sam se potrudio da sastav bude zanimljiv i informativan. Da, ne raspravljam se, ima dosta copy-paste-a, ali ne vidim razloga da se u ovom trenutku ista stvar piše različitim riječima.

Korištene stranice.

Lamborghini je predstavio monokok od karbonskih vlakana svog novog superautomobila. Lamborghini pokazao monokok novog superautomobila Bukvalno za dvije sedmice Lamborghini namjerava javnosti predstaviti nasljednika Murcielaga - LP700-4 Aventador. Teži samo 147,5 kg i, prema Lamborghinijevim riječima, pruža optimalnu sigurnost i visoku torzionu krutost.

Lamborghini nastavlja da odaje male tajne o svom novom superautomobilu LP700-4 Aventador, koji će debitovati na međunarodnoj izložbi automobila u Ženevi.

Inženjeri su podijelili informacije o novom kompozitnom monokoku, koji će činiti osnovu superautomobila. Cijela konstrukcija je izrađena od izdržljivog kompozitnog materijala ojačanog polimerom ojačanim karbonskim vlaknima (CFRP) i dizajnirana je da zadrži svoj oblik pod ekstremnim stresom i osigura sigurnost putnika. Težak je samo 147,5 kg, dok je masa gotove karoserije bez farbanja i prajmera 229,5 kg. Osim toga, automobil ima "fenomenalnu torzionu krutost od 35.000 Nm/deg".

Monokok je napravljen korišćenjem tri komplementarne proizvodne metode - prenošenje smole, prepreg i pletenje - i ima složenu strukturu od epoksidne smole ojačanu aluminijumskim umetcima. Što je još važnije, inženjeri su uspjeli pojednostaviti proizvodni proces i postići zadivljujuću tačnost montaže - razmak između elemenata koji međusobno djeluju nije veći od 0,1 milimetar.

Podsjetimo da će superautomobil LP700-4 dobiti 6,5-litarski V12 motor sa kapacitetom od oko 700 KS, uparen sa munjevito brzim 7-brzinskim ISR mjenjačem. Zahvaljujući njoj i elektronski sistem trajno pogon na sve kotače Haldex automobil će moći da ubrza od 0 do 100 kilometara na sat za samo 2,9 sekundi i pouzdano dostiže brzinu od 350 kilometara na sat.

Za poređenje:

Ford Focus 5d 17.900 N*m/deg
Lambo Murcielago 20,000 N*m/deg.
Volkswagen Passat B6/B7- 32400 Nm/deg
Opel Insignia 20800 Nm/deg
VAZ-2109 - 7500 NM / Grad
VAZ-2108 - 8500 NM/Grad
VAZ-21099, 2105-07 - 5000 NM/deg
VAZ-2104 - 4500 NM / Grad
VAZ-2106 (limuzina) 6500 N*m/deg
VAZ-2110 - 12000 NM/Grad
VAZ-2112 (hečbek sa 5 vrata) 8100 N*m/deg
Niva - 17000 NM / Grad
Chevy Niva - 23000 NM / Grad
Moskvich 2141 - 10000 NM/Grad
Za moderne strane automobile, normalna cifra je 30.000 - 40.000 NM / Grad za zatvorena karoserija, i 15.000-25.000 NM / Grad za otvorena (roadsteri).

Alfa 159 - 31.400 Nm/stepen
Aston Martin DB9 Coupe 27.000 Nm/deg
Aston Martin DB9 kabriolet 15.500 Nm/deg
Aston Martin Vanquish 28.500 Nm/deg
Audi TT Coupé 19.000 Nm/deg
Bugatti EB110 - 19.000 Nm/stepen
BMW E36 Touring 10,900 Nm/deg
BMW E36 Z3 5,600 Nm/deg
BMW E46 limuzina (bez sklopivih sedišta) 18.000 Nm/deg
BMW E46 limuzina (sa preklopivim sjedištima) 13.000 Nm/deg
BMW E46 karavan (sa preklopivim sjedištima) 14.000 Nm/deg
BMW E46 Coupe (sa sklopivim sjedištima) 12,500 Nm/deg
BMW E46 kabriolet 10.500 Nm/deg
BMW X5 (2004) - 23,100 Nm/stepen
BMW E90: 22,500 Nm/deg
BMW Z4 Coupe, 32.000 Nm/stepen
BMW Z4 Roadster: 14,500 Nm/deg

Bugatti Veyron - 60.000 Nm/stepen

Chrysler Crossfire 20,140 Nm/deg
Chrysler Durango 6.800 Nm/deg
Chevrolet Corvette C5 9.100 Nm/deg
Dodge Viper Coupe 7,600 Nm/deg
Ferrari 360 Spider 8.500 Nm/deg
Ford GT: 27,100 Nm/deg
Ford GT40 MkI 17.000 Nm/deg
Ford Mustang 2003 16,000 Nm/deg
Ford Mustang 2005 21,000 Nm/deg
Ford Mustang kabriolet (2003) 4,800 Nm/deg
Ford Mustang kabriolet (2005.) 9.500 Nm/deg
Jaguar X-Type limuzina 22.000 Nm/deg
Jaguar X-Type karavan 16,319 Nm/deg
Koenigsegg - 28.100 Nm/stepen
Lotus Elan 7.900 Nm/deg
Lotus Elan GRP karoserija 8.900 Nm/deg
Lotus Elise 10.000 Nm/deg
Lotus Elise 111s 11.000 Nm/deg
Lotus Esprit SE Turbo 5,850 Nm/deg
Maserati QP - 18.000 nm/stepen
McLaren F1 13.500 Nm/deg
Mercedes SL - Sa vrhom prema dolje 17.000 Nm/deg, sa dopunom 21.000 Nm/deg
Mini (2003) 24,500 Nm/deg
Pagani Zonda C12 S 26.300 Nm/deg
Pagani Zonda F - 27.000 Nm/stepen
Porsche 911 Turbo (2000) 13,500 Nm/deg
Porsche 959 12.900 Nm/deg
Porsche Carrera GT - 26.000 Nm/stepen
Rolls-Royce Phantom - 40.500 Nm/stepen
Volvo S60 20.000 Nm/deg
Audi A2: 11.900 Nm/deg
Audi A8: 25.000 Nm/deg
Audi TT: 10.000 Nm/deg (22Hz)
Golf V GTI: 25.000 Nm/deg
Chevrolet Cobalt: 28Hz
Ferrari 360: 1.474 kgm/stepen (savijanje: 1.032 kg/mm)
Ferrari 355: 1.024 kgm/stepen (savijanje: 727 kg/mm)
Ferrari 430: navodno 20% veći od 360
Renault Sport Spider: 10.000 Nm/stepen
Volvo S80: 18.600 Nm/deg
Koenigsegg CC-8: 28.100 Nm/deg
Porsche 911 Turbo 996: 27.000 Nm/deg
Porsche 911 Turbo 996 kabriolet: 11.600 Nm/deg
Porsche 911 Carrera Type 997: 33.000 Nm/deg
Lotus Elise S2 Exige (2004): 10,500 Nm/deg
Volkswagen Fox: 17,941 Nm/deg
VW Phaeton - 37.000 Nm/stepen
VW Passat (2006) - 32,400 Nm/stepen
Ferrari F50: 34,600 Nm/deg
Lambo Gallardo: 23000 Nm/deg
Mazda Rx-8: 30.000 Nm/deg
Mazda Rx-7: ~15.000 Nm/deg
Mazda RX8 - 30.000 Nm/stepen
Saab 9-3 Sportcombi - 21.000 Nm/stepen
Opel Astra - 12.000 Nm/stepen
zemljište rover Freelander 2 - 28.000 Nm/stepen
Lamborghini Countach 2,600 Nm/deg
Ford Focus 3d 19.600 Nm/deg
Ford Focus 5d 17.900 Nm/deg
VAZ automobili
VAZ-1111E Oka hatchback sa 3 vrata 7000
VAZ-21043 karavan 6300
VAZ-2105 limuzina 7300
VAZ-2106 limuzina 6500
VAZ-2107 limuzina 7200
VAZ-21083 Hatchback sa 3 vrata 8200
VAZ-21093 Hatchback sa 5 vrata 6800
VAZ-21099 limuzina 5500

koreada.ru - O automobilima - Informativni portal