25 آوریل 2024 -توسط مجله منابع زیستی و محصولات زیستی
یک مطالعه اثرات دما، رطوبت و محتوای رطوبت را بر ویژگی‌های مکانیکی محصولات فیبر قالب‌گیری شده نشان می‌دهد. اعتبار: Zhiqiang Fu، دانشکده علوم و مهندسی صنایع سبک، دانشگاه علم و صنعت تیانجین
از سال 2020، اندازه بازار سالانه محصولات فیبر قالبی (MFP) در سراسر جهان از 3.5 میلیارد دلار آمریکا فراتر رفته است و به سرعت در حال رشد است. قابلیت اطمینان MFP ارتباط نزدیکی با خواص مکانیکی آن در طول استفاده دارد. خواص مکانیکی غیرقابل پیش بینی طراحی و بهبود MFP را دشوار می کند.
در مطالعه‌ای که در مجله منابع زیستی و محصولات زیستی منتشر شده است، گروهی از محققان چینی برخی از مدل‌های ریاضی پارامترهای مکانیکی MFP را که ساخته‌اند، تشریح کرده‌اند. تغییر پارامترهای مکانیکی MFP با محتوای رطوبت (MC) و تغییر MC با دما و رطوبت توسط ایزوترم جذب رطوبت توصیف شد.
“تهیه MFP اغلب نیاز به اولین آماده سازی قالب دارد، اما زمان و هزینه کار آماده سازی مکرر تایید قالب بسیار زیاد است. این هزینه ها را می توان با روش شبیه سازی عددی و پارامترهای مکانیکی مواد تا حد زیادی کاهش داد. یکی از نویسندگان این مطالعه، Zhiqiang Fu، مدرس فناوری و مهندسی صنایع سبک در دانشکده علوم و مهندسی صنعت نور در دانشگاه علم و فناوری تیانجین، توضیح می‌دهد که در فرآیند شبیه‌سازی عددی ضروری هستند.
“عملکردهای ساخته شده پارامترهای مکانیکی با تغییر محیط می تواند پشتیبانی از طراحی ساختاری و بهبود MFP در شرایط کاری مختلف را فراهم کند. خواص مکانیکی MFP مستقیماً تحت تأثیر MC است و MC تحت تأثیر دما و رطوبت محیط قرار می گیرد. با این حال، دما بر فعالیت مولکولی نیز تأثیر می گذارد که مستقیماً بر خواص مکانیکی MFP تأثیر می گذارد.
تیم مطالعه دریافتند که تأثیر مستقیم دما (70-20 درجه سانتیگراد) بر خواص مکانیکی MFP ناچیز است و خواص مکانیکی MFP عمدتاً توسط MC تغییر یافته است. MC مربوط به دما و رطوبت محیط بود و رابطه بین این سه را می‌توان با مدل اصلاح‌شده Guggenheim-Anderson-de Boer (GAB) (20-70 درجه سانتی گراد و 30٪ -90٪ رطوبت نسبی) توصیف کرد.
با افزایش MC، مدول الاستیک و کرنش شکست به صورت خطی افزایش و کاهش یافت، استحکام تسلیم و استحکام شکست قوانین GaussAmp و کرنش شکست قانون توزیع رگرسیون مجانبی ارائه شد.
به گفته فو، محققی که این مطالعه را رهبری کرد، “این برای درک اثرات دما، رطوبت و MC بر خواص مکانیکی MFP اهمیت زیادی دارد. در مطالعات قبلی، تغییرات دما و MC اغلب به طور همزمان اتفاق می‌افتد، بنابراین دشوار است. برای درک روش اصلی تأثیر دما بر خواص مکانیکی MFP ما امیدواریم که نتایج ما به مردم کمک کند تا اثرات دما، رطوبت و MC را بر روی MFP درک کنند و برای کاربرد مهندسی MFP کمک کنند.
