مقدمه ای بر مفهوم واپیچش و جمع شدگی کامپوزیت ها

کامپوزیت های کارآمد، معمولا از الیاف پیوسته و یک ماتریس گرماسخت تشکیل شده اند. مثال خوبی در این باره، کامپوزیت اپوکسی تقویت شده با الیاف کربن است. در اثر پخت این ماده، تنش های باقی مانده و واپیچش به وجود می آیند که ناشی از کرنش های حجمی گرمایی و شیمیایی هستند. پخت مرحله ای از ساخت است که ماتریس گرماسخت از حالت مایع به حالت جامد تغییر شکل می دهد. این فرآیند ترکیبی از تغییرات دمایی، شیمیایی و مکانیکی است که علاوه بر کرنش های حجمی، شامل تولید گرما و تغییرات خواص مکانیکی است. برای ساخت قطعات با رواداری زیاد، نظیر اجزای هواپیما و بالگرد، هندسه قالب طوری تغییر می کند که جمع شدگی و واپیچش شکل اصلی را جبران کند. امروزه براساس تجربه و سعی و خطا، این هندسه شناسایی می شود. این کار زمان بر و گران است. از این رو، ایجاد روش یا ابزاری برای پیش بینی شکل نهایی و تنش های باقی مانده مرحله مهمی برای بهینه کردن ساخت کامپوزیت هاست. در این مقاله، عوامل موثر بر واپیچش و جمع شدگی گرمای بررسی و مقدار تاثیر هر یک بیان می شود. این رهنمودها برای کاهش جمع شدگی و واپیچش گرمایی مفیداند.