පුවත්

තන්තු-තුවාල පීඩන භාජනයක අභ්‍යන්තර ස්ථරය ප්‍රධාන වශයෙන් ලයිනිං ව්‍යුහයක් වන අතර, එහි ප්‍රධාන කාර්යය වන්නේ ඇතුළත ගබඩා කර ඇති අධි පීඩන වායුව හෝ ද්‍රවය කාන්දු වීම වැළැක්වීම සඳහා මුද්‍රා තැබීමේ බාධකයක් ලෙස ක්‍රියා කිරීම සහ පිටත තන්තු-තුවාල ස්ථරය ආරක්ෂා කිරීමයි. මෙම ස්ථරය අභ්‍යන්තර ගබඩා කර ඇති ද්‍රව්‍ය මගින් විඛාදනයට ලක් නොවන අතර පිටත තට්ටුව දුම්මල-ශක්තිමත් කරන ලද තන්තු-තුවාල ස්ථරයක් වන අතර එය ප්‍රධාන වශයෙන් පීඩන භාජනය තුළ ඇති පීඩන බරෙන් වැඩි ප්‍රමාණයක් දරා ගැනීමට භාවිතා කරයි.

තන්තු-තුවාල පීඩන භාජනයක ව්‍යුහය: සංයුක්ත ද්‍රව්‍ය පීඩන භාජන ප්‍රධාන වශයෙන් ව්‍යුහාත්මක ආකාර හතරකින් පැමිණේ: සිලින්ඩරාකාර, ගෝලාකාර, වළයාකාර සහ සෘජුකෝණාස්‍රාකාර. රවුම් භාජනයක් සිලින්ඩරාකාර කොටසකින් සහ හිස් දෙකකින් සමන්විත වේ. ලෝහ පීඩන භාජන සරල හැඩතලවලින් නිෂ්පාදනය කරනු ලබන අතර, අක්ෂීය දිශාවට අතිරික්ත ශක්ති සංචිත ඇත. අභ්‍යන්තර පීඩනය යටතේ, ගෝලාකාර භාජනයක කල්පවත්නා සහ අක්ෂාංශ ආතතීන් සමාන වන අතර, එය සිලින්ඩරාකාර භාජනයක වටකුරු ආතතියෙන් අඩකි. ලෝහ ද්‍රව්‍ය සෑම දිශාවකටම සමාන ශක්තියක් ඇත; එබැවින්, ගෝලාකාර ලෝහ භාජන සමාන ශක්තියක් සඳහා නිර්මාණය කර ඇති අතර දී ඇති පරිමාවක් සහ පීඩනයක් සඳහා අවම ස්කන්ධයක් ඇත. ගෝලාකාර භාජනයක ආතති තත්ත්වය කදිම වන අතර, යාත්‍රා බිත්තිය තුනීම බවට පත් කළ හැකිය. කෙසේ වෙතත්, ගෝලාකාර භාජන නිෂ්පාදනය කිරීමේ වැඩි දුෂ්කරතාවය නිසා, ඒවා සාමාන්‍යයෙන් අභ්‍යවකාශ යානා වැනි විශේෂ යෙදුම්වල පමණක් භාවිතා වේ. කාර්මික නිෂ්පාදනයේදී වළලු හැඩැති බහාලුම් දුර්ලභ වේ, නමුත් ඒවායේ ව්‍යුහය තවමත් ඇතැම් විශේෂිත අවස්ථාවන්හිදී අවශ්‍ය වේ. උදාහරණයක් ලෙස, අභ්‍යවකාශ යානා සීමිත ඉඩක් සම්පූර්ණයෙන්ම භාවිතා කිරීම සඳහා මෙම විශේෂ ව්‍යුහය භාවිතා කරයි. සීමිත ඉඩක් ඇති විට උපරිම ඉඩ ප්‍රයෝජනය සඳහා සෘජුකෝණාස්‍රාකාර බහාලුම් ප්‍රධාන වශයෙන් භාවිතා වේ, උදාහරණයක් ලෙස මෝටර් රථ සඳහා සෘජුකෝණාස්‍රාකාර ටැංකි කාර් සහ දුම්රිය ටැංකි කාර්. මෙම බහාලුම් සාමාන්‍යයෙන් අඩු පීඩන හෝ වායුගෝලීය පීඩන යාත්‍රා වන අතර සැහැල්ලු බර වඩාත් කැමති වේ.

සංයුක්ත ද්‍රව්‍ය පීඩන භාජන ව්‍යුහයේ සංකීර්ණත්වය, අන්ත ආවරණ සහ ඒවායේ ඝනකමෙහි හදිසි වෙනස්කම් සහ අන්ත ආවරණවල විචල්‍ය ඝණකම සහ කෝණය සැලසුම් කිරීම, විශ්ලේෂණය, ගණනය කිරීම සහ අච්චු කිරීම සඳහා බොහෝ දුෂ්කරතා ගෙන එයි. සමහර විට, සංයුක්ත ද්‍රව්‍ය පීඩන භාජන සඳහා අන්ත ආවරණවල විවිධ කෝණවලින් සහ වේග අනුපාතවලින් වංගු කිරීම අවශ්‍ය වනවා පමණක් නොව, ව්‍යුහය අනුව විවිධ වංගු කිරීමේ ක්‍රම ද අවශ්‍ය වේ. ඒ සමඟම, ඝර්ෂණ සංගුණකය වැනි ප්‍රායෝගික සාධකවල බලපෑම සලකා බැලිය යුතුය. එබැවින්, නිවැරදි හා සාධාරණ ව්‍යුහාත්මක සැලසුමකට පමණක් වංගු නිෂ්පාදන ක්‍රියාවලිය නිසි ලෙස මෙහෙයවිය හැකිය.සංයුක්ත ද්‍රව්‍යපීඩන යාත්‍රා, එමඟින් සැලසුම් අවශ්‍යතා සපුරාලන සැහැල්ලු සංයුක්ත ද්‍රව්‍ය පීඩන යාත්‍රා නිෂ්පාදන නිෂ්පාදනය කරයි.

තන්තු-තුවාල පීඩන යාත්‍රා සඳහා ද්‍රව්‍ය

ප්‍රධාන බර දරණ සංරචකය ලෙස තන්තු-තුවාල ස්ථරයට ඉහළ ශක්තියක්, ඉහළ මාපාංකයක්, අඩු ඝනත්වයක්, තාප ස්ථායිතාවයක්, හොඳ දුම්මල තෙත් කිරීමේ හැකියාව, හොඳ වංගු කිරීමේ ක්‍රියාවලියක් සහ ඒකාකාර තන්තු මිටි තද බවක් තිබිය යුතුය. සැහැල්ලු සංයුක්ත පීඩන යාත්රා සඳහා බහුලව භාවිතා වන ශක්තිමත් කිරීමේ තන්තු ද්‍රව්‍ය අතර කාබන් ෆයිබර්, PBO ෆයිබර්, ඇරමිඩ් ෆයිබර් සහ අතිශය ඉහළ අණුක බර පොලිඑතිලීන් ෆයිබර් ඇතුළත් වේ.

කාබන් ෆයිබර්යනු තන්තුමය කාබන් ද්‍රව්‍යයක් වන අතර එහි ප්‍රධාන සංරචකය කාබන් වේ. එය ඉහළ උෂ්ණත්වවලදී කාබනික තන්තු පූර්වගාමීන් කාබනීකරණය කිරීමෙන් සෑදී ඇති අතර 95% ඉක්මවන කාබන් අන්තර්ගතයක් සහිත ඉහළ කාර්යසාධනයක් සහිත තන්තු ද්‍රව්‍යයකි. කාබන් තන්තු විශිෂ්ට ගුණාංග ඇති අතර, ඒ පිළිබඳ පර්යේෂණ වසර 100 කට පෙර ආරම්භ විය. එය ඉහළ ශක්තියක්, ඉහළ-මොඩියුලස් සහ අඩු-ඝනත්වයකින් යුත් ඉහළ කාර්යසාධනයක් සහිත තුවාල තන්තු ද්‍රව්‍යයක් වන අතර, ප්‍රධාන වශයෙන් පහත සඳහන් දෑ මගින් සංලක්ෂිත වේ:

1. අඩු ඝනත්වය සහ සැහැල්ලු බර. කාබන් තන්තු වල ඝනත්වය 1.7~2 g/cm³ වන අතර එය වානේ ඝනත්වයෙන් 1/4 ට සහ ඇලුමිනියම් මිශ්‍ර ලෝහයේ ඝනත්වයෙන් 1/2 ට සමාන වේ.

2. ඉහළ ශක්තිය සහ ඉහළ මාපාංකය: එහි ශක්තිය වානේ වලට වඩා 4-5 ගුණයකින් වැඩි වන අතර, එහි ප්‍රත්‍යාස්ථතා මාපාංකය ඇලුමිනියම් මිශ්‍ර ලෝහවලට වඩා 5-6 ගුණයකින් වැඩි වන අතර නිරපේක්ෂ ප්‍රත්‍යාස්ථ ප්‍රතිසාධනය පෙන්නුම් කරයි (Zhang Eryong සහ Sun Yan, 2020). කාබන් තන්තු වල ආතන්ය ශක්තිය සහ ප්‍රත්‍යාස්ථතා මාපාංකය පිළිවෙලින් 3500-6300 MPa සහ 230-700 GPa දක්වා ළඟා විය හැකිය.

3. තාප ප්‍රසාරණයේ අඩු සංගුණකය: උෂ්ණත්වය ඉහළ යාමත් සමඟ කාබන් තන්තු වල තාප සන්නායකතාවය අඩු වන අතර එමඟින් එය වේගවත් සිසිලනය සහ උණුසුමට ප්‍රතිරෝධී වේ. සෙල්සියස් අංශක දහස් ගණනක සිට කාමර උෂ්ණත්වයට සිසිල් වූ පසුව පවා එය ඉරිතලා නොයන අතර 3000℃ දී ඔක්සිකාරක නොවන වායුගෝලයක් තුළ දියවී හෝ මෘදු නොවේ; ද්‍රව උෂ්ණත්වයේ දී එය බිඳෙන සුළු නොවේ.

4. හොඳ විඛාදන ප්‍රතිරෝධය: කාබන් තන්තු අම්ල වලට නිෂ්ක්‍රීය වන අතර සාන්ද්‍රිත හයිඩ්‍රොක්ලෝරික් අම්ලය සහ සල්ෆියුරික් අම්ලය වැනි ප්‍රබල අම්ල වලට ඔරොත්තු දිය හැකිය. තවද, කාබන් තන්තු සංයුක්තවල විකිරණ ප්‍රතිරෝධය, හොඳ රසායනික ස්ථායිතාව, විෂ වායු අවශෝෂණය කිරීමේ හැකියාව සහ නියුට්‍රෝන මධ්‍යස්ථකරණය වැනි ලක්ෂණ ද ඇති අතර, ඒවා අභ්‍යවකාශ, හමුදා සහ තවත් බොහෝ ක්ෂේත්‍රවල බහුලව අදාළ වේ.

ඇරෝමැටික පොලිෆ්තලමයිඩ් වලින් සංස්ලේෂණය කරන ලද කාබනික තන්තු වර්ගයක් වන ඇරමිඩ් 1960 ගණන්වල අගභාගයේදී මතු විය. එහි ඝනත්වය කාබන් තන්තු වලට වඩා අඩුය. එයට ඉහළ ශක්තියක්, ඉහළ අස්වැන්නක්, හොඳ බලපෑම් ප්‍රතිරෝධයක්, හොඳ රසායනික ස්ථායිතාවයක් සහ තාප ප්‍රතිරෝධයක් ඇති අතර එහි මිල කාබන් තන්තු වලින් අඩක් පමණි.ඇරමිඩ් තන්තුප්‍රධාන වශයෙන් පහත ලක්ෂණ ඇත:

1. හොඳ යාන්ත්‍රික ගුණාංග. ඇරමිඩ් තන්තු යනු සාමාන්‍ය පොලියෙස්ටර්, කපු සහ නයිලෝන් වලට වඩා ඉහළ ආතන්ය ශක්තියක් සහිත නම්‍යශීලී බහු අවයවයකි. එයට වැඩි දිගුවක්, මෘදු අත් හැඟීමක් සහ හොඳ කරකැවීමේ හැකියාවක් ඇති අතර, එය විවිධ සියුම් බව සහ දිග තන්තු බවට පත් කිරීමට ඉඩ සලසයි.

2. විශිෂ්ට ගිනි නිවන ද්‍රව්‍ය සහ තාප ප්‍රතිරෝධය. ඇරමිඩ් වල සීමිත ඔක්සිජන් දර්ශකය 28 ට වඩා වැඩි බැවින් එය දැල්ලකින් ඉවත් කිරීමෙන් පසු දිගටම දැවී නොයයි. එය හොඳ තාප ස්ථායිතාවයක් ඇති අතර, 205℃ දී අඛණ්ඩව භාවිතා කළ හැකි අතර, 205℃ ට වැඩි උෂ්ණත්වවලදී පවා ඉහළ ශක්තියක් පවත්වා ගනී. ඒ සමඟම, ඇරමිඩ් තන්තු වලට ඉහළ වියෝජන උෂ්ණත්වයක් ඇති අතර, ඉහළ උෂ්ණත්වවලදී පවා ඉහළ ශක්තියක් පවත්වා ගෙන යන අතර, 370℃ ට වැඩි උෂ්ණත්වවලදී පමණක් කාබනීකරණය වීමට පටන් ගනී.

3. ස්ථාවර රසායනික ගුණ. ඇරමිඩ් තන්තු බොහෝ රසායනික ද්‍රව්‍යවලට විශිෂ්ට ප්‍රතිරෝධයක් පෙන්නුම් කරයි, අකාබනික අම්ලවල ඉහළ සාන්ද්‍රණයකට ඔරොත්තු දිය හැකි අතර කාමර උෂ්ණත්වයේ දී හොඳ ක්ෂාර ප්‍රතිරෝධයක් ඇත.

4. විශිෂ්ට යාන්ත්‍රික ගුණාංග. එය අතිශය ඉහළ ශක්තිය, ඉහළ මාපාංකය සහ සැහැල්ලු බර වැනි කැපී පෙනෙන යාන්ත්‍රික ගුණාංග ඇත. එහි ශක්තිය වානේ වයර් මෙන් 5-6 ගුණයක් වන අතර, එහි ප්‍රත්‍යාස්ථතා මාපාංකය වානේ වයර් හෝ වීදුරු කෙඳි මෙන් 2-3 ගුණයක් වන අතර, එහි තද බව වානේ වයර් මෙන් දෙගුණයක් වන අතර එහි බර වානේ වයර් මෙන් 1/5 ක් පමණි. ඇරෝමැටික පොලිමයිඩ් තන්තු දිගු කලක් තිස්සේ බහුලව භාවිතා වන ඉහළ කාර්යසාධනයක් සහිත තන්තු ද්‍රව්‍ය වන අතර, ගුණාත්මකභාවය සහ හැඩය සඳහා දැඩි අවශ්‍යතා සහිත අභ්‍යවකාශ සහ ගුවන් පීඩන යාත්‍රා සඳහා ප්‍රධාන වශයෙන් සුදුසු වේ.

PBO තන්තු 1980 ගණන්වල එක්සත් ජනපදයේ අභ්‍යවකාශ කර්මාන්තය සඳහා සංවර්ධනය කරන ලද සංයුක්ත ද්‍රව්‍ය සඳහා ශක්තිමත් කිරීමේ ද්‍රව්‍යයක් ලෙස සංවර්ධනය කරන ලදී. එය විෂම චක්‍රීය ඇරෝමැටික සංයෝග අඩංගු පොලිමයිඩ් පවුලේ වඩාත්ම පොරොන්දු වූ සාමාජිකයන්ගෙන් එකක් වන අතර එය 21 වන සියවසේ සුපිරි තන්තු ලෙස හැඳින්වේ. PBO තන්තු විශිෂ්ට භෞතික හා රසායනික ගුණාංග ඇත; එහි ශක්තිය, ප්‍රත්‍යාස්ථතා මාපාංකය සහ තාප ප්‍රතිරෝධය සියලුම තන්තු අතරින් හොඳම ඒවා වේ. තවද, PBO තන්තු විශිෂ්ට බලපෑම් ප්‍රතිරෝධය, උල්ෙල්ඛ ප්‍රතිරෝධය සහ මාන ස්ථායිතාව ඇති අතර සැහැල්ලු හා නම්‍යශීලී වන අතර එය කදිම රෙදිපිළි ද්‍රව්‍යයක් බවට පත් කරයි. PBO තන්තු පහත ප්‍රධාන ලක්ෂණ ඇත:

1. විශිෂ්ට යාන්ත්‍රික ගුණාංග. ඉහළ මට්ටමේ PBO තන්තු නිෂ්පාදනවල ශක්තිය 5.8 GPa සහ ප්‍රත්‍යාස්ථතා මාපාංකය 180 GPa වන අතර එය පවතින රසායනික තන්තු අතර ඉහළම අගයයි.

2. විශිෂ්ට තාප ස්ථායිතාව. එය 68 ක සීමාකාරී දර්ශකයක් සහිතව, 600℃ දක්වා උෂ්ණත්වයට ඔරොත්තු දිය හැකිය. එය දැල්ලක දැවී නොයන හෝ හැකිලෙන්නේ නැත, එහි තාප ප්‍රතිරෝධය සහ ගිනි ප්‍රතිරෝධය වෙනත් ඕනෑම කාබනික තන්තු වලට වඩා ඉහළ ය.

21 වන සියවසේ අතිශය ඉහළ කාර්යසාධනයක් සහිත තන්තුවක් ලෙස, PBO තන්තු කැපී පෙනෙන භෞතික, යාන්ත්‍රික සහ රසායනික ගුණාංග ඇත. එහි ශක්තිය සහ ප්‍රත්‍යාස්ථතා මාපාංකය ඇරමිඩ් තන්තු මෙන් දෙගුණයක් වන අතර, මෙටා-අරමිඩ් පොලිමයිඩ් වල තාප ප්‍රතිරෝධය සහ ගිනි ප්‍රතිරෝධය එයට ඇත. එහි භෞතික හා රසායනික ගුණාංග ඇරමිඩ් තන්තු වල ගුණාංග සම්පූර්ණයෙන්ම අභිබවා යයි. 1mm විෂ්කම්භයකින් යුත් PBO තන්තුවකට කිලෝග්‍රෑම් 450ක් දක්වා බර වස්තුවක් එසවිය හැකි අතර එහි ශක්තිය වානේ තන්තු වලට වඩා 10 ගුණයකට වඩා වැඩිය.

අතිශය ඉහළ අණුක බර පොලිඑතිලීන් තන්තු, අධි-ශක්ති, අධි-මොඩියුලස් පොලිඑතිලීන් තන්තු ලෙසද හැඳින්වේ, එය ලෝකයේ ඉහළම නිශ්චිත ශක්තිය සහ නිශ්චිත මාපාංකය සහිත තන්තු වේ. එය මිලියන 1 සිට මිලියන 5 දක්වා අණුක බරක් සහිත පොලිඑතිලීන් වලින් කරකැවූ තන්තුවකි. අතිශය ඉහළ අණුක බර පොලිඑතිලීන් තන්තු ප්‍රධාන වශයෙන් පහත ලක්ෂණ ඇත:

1. ඉහළ නිශ්චිත ශක්තියක් සහ ඉහළ නිශ්චිත මාපාංකයක්. එහි නිශ්චිත ශක්තිය එකම හරස්කඩේ වානේ වයර් මෙන් දස ගුණයකට වඩා වැඩි වන අතර, එහි නිශ්චිත මාපාංකය විශේෂ කාබන් තන්තු වලට පමණක් දෙවැනි වේ. සාමාන්‍යයෙන්, එහි අණුක බර 10 ට වඩා වැඩි වන අතර, ආතන්ය ශක්තිය 3.5 GPa, ප්‍රත්‍යාස්ථතා මාපාංකය 116 GPa සහ දිගුව 3.4% කි.

2. අඩු ඝනත්වය. එහි ඝනත්වය සාමාන්‍යයෙන් 0.97~0.98 g/cm³ වන අතර, එය ජලය මත පාවීමට ඉඩ සලසයි.

3. බිඳීමේදී අඩු දිගු වීමක්. එයට ශක්තිමත් ශක්ති අවශෝෂණ ධාරිතාවක්, විශිෂ්ට බලපෑම් සහ කැපුම් ප්‍රතිරෝධයක්, විශිෂ්ට කාලගුණ ප්‍රතිරෝධයක් ඇති අතර පාරජම්බුල කිරණ, නියුට්‍රෝන සහ ගැමා කිරණ වලට ප්‍රතිරෝධී වේ. එයට ඉහළ නිශ්චිත ශක්ති අවශෝෂණය, අඩු පාර විද්‍යුත් නියතය, ඉහළ විද්‍යුත් චුම්භක තරංග සම්ප්‍රේෂණය සහ රසායනික විඛාදනයට ප්‍රතිරෝධය මෙන්ම හොඳ ඇඳුම් ප්‍රතිරෝධයක් සහ දිගු නම්‍යශීලී ආයු කාලයක් ද ඇත.

පොලිඑතිලීන් තන්තු බොහෝ උසස් ගුණාංග ඇති අතර, එය සැලකිය යුතු වාසියක් පෙන්නුම් කරයිඉහළ කාර්යසාධනයක් සහිත තන්තුවෙළඳපොළ. අක්වෙරළ තෙල් බිම්වල නැංගුරම් පොළවල්වල සිට ඉහළ කාර්යසාධනයක් සහිත සැහැල්ලු සංයුක්ත ද්‍රව්‍ය දක්වා, එය නවීන යුද්ධවලදී මෙන්ම ගුවන් සේවා, අභ්‍යවකාශ සහ සමුද්‍රීය අංශවල දැවැන්ත වාසි පෙන්නුම් කරන අතර ආරක්ෂක උපකරණ සහ අනෙකුත් ක්ෂේත්‍රවල තීරණාත්මක කාර්යභාරයක් ඉටු කරයි.