काही काळापूर्वी, एका अभियंत्याने मला विचारले:
त्यांच्याकडे POM गियर आहे, आणि प्रारंभिक प्रमाणीकरण प्रक्रिया सहजतेने पुढे गेली आहे.
पोशाख चाचणीच्या दोन फेऱ्या आयोजित केल्या गेल्या, ज्यामध्ये कमीतकमी मितीय बदल आणि उत्कृष्ट पृष्ठभागाची स्थिती दिसून आली, सामग्रीमध्ये कोणतीही लक्षणीय परिधान समस्या नाही याची पुष्टी केली.
तथापि, अंदाजे 200,000 चक्र गाठल्यानंतर अलीकडील संपूर्ण-मशीन आयुर्मान चाचण्यांदरम्यान, अनेक नमुने उल्लेखनीयपणे सुसंगत ठिकाणी दात तुटणे प्रदर्शित करू लागले.
समुदायामध्ये सध्या काही वादविवाद चालू आहेत: काही जण त्याचे श्रेय ताणतणावावर प्रक्रिया करण्यासाठी देतात, तर काहींनी स्ट्रक्चरल डिझाईनमधील त्रुटी, तर काहींना मटेरियल बॅचमधील फरकांचा संशय आहे.
त्याने खूप चांगला प्रश्न विचारला-
सामग्रीमध्ये खरोखर समस्या असल्यास, मागील परिधान चाचणीने इतके उत्कृष्ट परिणाम का दिले?
ही खरोखर एक सामान्य समस्या आहे आणि अनेक संघ त्यात पडतात.
ते खरोखर जे दर्शविते ते विशिष्ट पॅरामीटर विसंगती नाही, तर एक मूलभूत संज्ञानात्मक गैरसमज आहे.
उत्कृष्ट पोशाख प्रतिरोध दर्शविणारी सामग्री वास्तविक-जागतिक ऑपरेटिंग परिस्थितीत थकवा अपयशास अधिक प्रवण का बनते?
01
बर्याच लोकांना "समस्याचा प्रकार" सुरुवातीपासूनच चुकीचा वाटतो.
जेव्हा बहुतेक लोकांना "कमी पोशाख + त्यानंतरचे फ्रॅक्चर" असे वर्णन आढळते तेव्हा त्यांची पहिली प्रतिक्रिया ही विकृती ओळखणे असते.
साहित्याचा हा तुकडा अस्थिर आहे का? प्रक्रियेत काही समस्या आहेत का? किंवा चाचणी अटी विसंगत आहेत?
पण जर तुम्ही समस्या सोडवली तर तुम्हाला हे लक्षात येईल...
पोशाख आणि थकवा मूलभूतपणे समान श्रेणीतील समस्या नाहीत.
परिधान, थोडक्यात, एक पृष्ठभाग घटना आहे.
आपण याचा विचार करू शकता की भौतिक पृष्ठभाग सतत "कट" आणि "स्क्रॅच" होत आहे.
या प्रक्रियेचा सामना करण्यासाठी कोणती सामग्री आवश्यक आहे?
हे सोपे आहे: कठीण, दाट आणि कापून काढणे कठीण.
उद्धरण: ॲब्रेसिव्ह वेअर मेकॅनिझमचा अभ्यास आणि वैशिष्ट्ये
तुम्ही बघू शकता, अनेक परिधान-प्रतिरोधक साहित्य ही वैशिष्ट्ये सामायिक करतात:
उच्च स्फटिकता
उच्च मापांक
कमी पृष्ठभागाची ऊर्जा (वंगण घटकांसह)
दुसऱ्या शब्दांत, खालील चाचण्या करा:
पृष्ठभाग बाह्य नुकसान सहन करू शकते?
परंतु थकवा पूर्णपणे भिन्न तर्कशास्त्र पाळतो.
थकवा सामग्रीमध्ये होतो आणि ही एक संचयी प्रक्रिया आहे.
प्रत्येक गियर प्रतिबद्धता मूलत: वाकणे आणि स्ट्रेचिंगचे एक लहान चक्र असते.
हे एकल पाहण्यासाठी ठीक आहे, परंतु समस्या आहे ...
ही क्रिया शेकडो हजारो किंवा लाखो वेळा पुनरावृत्ती केली जाईल
या प्रक्रियेदरम्यान सामग्रीच्या आत काय होते?
आण्विक साखळी पुनरावृत्ती आणि रीबाउंडिंगमधून जाते.
स्थानिकीकृत क्षेत्रांमध्ये अपरिवर्तनीय विकृती उद्भवते.
सूक्ष्म दोष हळूहळू क्रॅकमध्ये वाढतात.
सुरुवातीला, तुम्हाला कोणतेही बदल लक्षात येणार नाहीत.
परंतु जेव्हा क्रॅक एका विशिष्ट गंभीर आकारात वाढतो-
मॅक्रो प्रकटीकरण आहे: अचानक फुटणे.
म्हणून, मुख्य मुद्दा "तो का तुटला" हा नसून:
सुरुवातीपासूनच "थकवा-प्रबळ" ऑपरेटिंग स्थितीचे मूल्यांकन करण्यासाठी "वेअर टेस्टिंग" वापरणे मूलभूतपणे अयोग्य आहे.
02
"सुधारित पोशाख प्रतिकार" प्रत्यक्षात अधिक वारंवार थकवा अपयश का कारणीभूत आहे?
एकदा तुम्ही समस्यांचे योग्यरित्या वर्गीकरण केल्यावर, तुम्ही एक घटना पहाल जी अंतर्ज्ञानाला नकार देते तरीही उच्च-स्कोअरिंग प्रकरणांमध्ये खूप प्रचलित आहे:
पोशाख प्रतिकार सुधारण्याच्या अनेक पद्धती मूलत: सामग्रीच्या थकवा प्रतिरोधनाशी तडजोड करतात.
हा योगायोग नाही; ते संरचनेद्वारे निश्चित केले जाते.
1. स्फटिकता जितकी जास्त असेल तितके कमी मोबाइल चेन सेगमेंट होतील.
POM, PBT आणि PET सारखी सामग्री उत्कृष्ट पोशाख प्रतिरोध का प्रदर्शित करतात?
आण्विक साखळी अत्यंत संक्षिप्त आणि चांगल्या प्रकारे-परिभाषित संरचनेत मांडलेल्या असतात.
बाहेरच्या लोकांसाठी त्या वातावरणात प्रवेश करणे अत्यंत कठीण आहे.
पण समस्या तिथेच आहे.
नियतकालिक तणावाच्या अधीन असताना, सामग्रीने एक कार्य केले पाहिजे:
आण्विक साखळींच्या सूक्ष्म हालचालींद्वारे ऊर्जा सोडली जाते.
तथापि, उच्च- स्फटिकता संरचनेची समस्या आहे:
सेगमेंट बद्ध आहे.
विनामूल्य व्हॉल्यूम लहान आहे.
स्थानिक पातळीवर जवळपास कोणतीही बफर जागा नाही
परिणाम आहे:
जेव्हा बाह्य शक्ती लागू केली जाते, तेव्हा ती नष्ट होण्यास जागा नसते-अशा प्रकारे ती पूर्णपणे साखळीच्या विशिष्ट भागांमध्ये केंद्रित होते-आणि शेवटी मुख्य साखळी तुटण्यास कारणीभूत ठरते.
2. फिलर अनेकदा समस्या वाढवते.
अनेक फॉर्म्युलेशन अभियंते अंतर्ज्ञानाने विश्वास ठेवतात की:
पोशाख प्रतिरोधासाठी → हार्डनिंग फिलर जोडा
उदाहरणार्थ, फायबरग्लास, कार्बन फायबर आणि अजैविक पावडर.
अल्पावधीत, हा दृष्टिकोन योग्य आहे:
पृष्ठभाग अधिक कठीण आहे
वर्धित स्क्रॅच प्रतिकार
परंतु थकवाच्या परिस्थितीत या घटकांचे काय होते?
ताण वाढवणारा
कारण सोपे आहे:
राळ "विकृत" आहे.
फिलर "मुळात नॉन-विकृत" आहे.
पुनरावृत्ती लोडिंग अंतर्गत, दोन घटकांमधील इंटरफेस महत्त्वपूर्ण कातरणे तणाव अनुभवतो.
कालांतराने काय होते?
इंटरफेस डिलेमिनेशन
मायक्रोहोल्स तयार करा
क्रॅक फिलरच्या काठावरुन पसरण्यास सुरवात होते.
शेवटी, फ्रॅक्चरच्या पृष्ठभागावर तुम्ही जे निरीक्षण करता ते एकसमान फ्रॅक्चर नाही.
उलट, हे थकवा क्रॅकचे एक वैशिष्ट्यपूर्ण प्रकरण आहे जे आंतरिकरित्या विकसित होते.
या विभागाचा सारांश देण्यासाठी, त्याचा सारांश एका वाक्यात दिला जाऊ शकतो:
सामग्री "अधिक स्क्रॅच-प्रतिरोधक" आणि अधिक "कठोर" बनवण्याचे तुमचे ध्येय आहे, तरीही थकवा प्रतिकार करण्यासाठी ते "गतिशील आणि ऊर्जा अपव्यय करण्यास सक्षम" असणे आवश्यक आहे.
03
अभियांत्रिकीच्या दृष्टीकोनातून हा विरोधाभास कसा सोडवता येईल?
गीअर्स, बेअरिंग्स किंवा स्लाइडिंग जॉइंट्स सारख्या घटकांची निर्मिती करताना, ग्राहकांच्या आवश्यकता सामान्यतः सरळ असतात:
ते खराब किंवा तुटलेले नसावे!
तर येथे समस्या आहे:
आपण "कडकपणा" आणि "लवचिकता" यांच्यात संतुलन कसे साधू शकतो?
दृष्टीकोन 1: केवळ कडकपणा वाढवण्याऐवजी, प्रथम घर्षण कमी करण्यावर लक्ष केंद्रित करा.
जर तुम्ही तुमचे सर्व प्रयत्न "कटिंगसाठी सामग्रीचा प्रतिकार सुधारण्यावर" केंद्रित केले तर.
प्रणालीला "उच्च कडकपणा → कमी थकवा" च्या मार्गाकडे नेणे सोपे आहे.
भिन्न दृष्टीकोन वापरून पहा:
घर्षणाचा थेट प्रतिकार करण्याऐवजी घर्षण कमी करा.
हे नेमके कसे केले पाहिजे?
एक सिलिकॉन-आधारित स्नेहन चरण जोडा
अल्ट्रा-उच्च आण्विक वजन पीई मायक्रो-पावडर जोडा
सेल्फ-स्नेहन प्रणाली विकसित करणे
या वस्तूंची वैशिष्ट्ये अशीः
✔ मॉड्यूलसमध्ये लक्षणीय वाढ करत नाही
✔ तथापि, ते पृष्ठभागावर कमी कातरण थर तयार करू शकते
परिणाम आहे:
बाह्य शक्तीचा एक भाग "कट इन" ऐवजी "स्लिप ऑफ" केला जातो.
थकवामुळे होणारे नुकसान खूपच कमी लक्षणीय आहे.
दृष्टीकोन ②: एकाच सामग्रीवर अवलंबून न राहता "ऊर्जा वापर संरचना" विकसित करा
येथेच अनेक फेरफार संयंत्रे त्यांचे खरे तांत्रिक कौशल्य दाखवतात.
गाभा "更强" नसून:
ऊर्जेचा अपव्यय करण्यासाठी सामग्रीमध्ये जागा द्या.
वैशिष्ट्यपूर्ण दृष्टीकोन आहे:
मिश्र धातु प्रणाली म्हणून, उदाहरणार्थ POM/TPU
पीओएम कडकपणा आणि पोशाख प्रतिरोध देते.
TPU लवचिकता आणि ऊर्जा अपव्यय प्रदान करते.
जेव्हा क्रॅक पसरतो:
एकदा लवचिक टप्पा आला की...
ऊर्जा शोषली जाते.
क्रॅक निष्क्रिय किंवा संपुष्टात आणल्या जातात.
तुम्ही थोड्या प्रमाणात पोशाख प्रतिकाराचा त्याग करू शकता.
तथापि, यामुळे थकवा आल्याने आयुर्मानात लक्षणीय वाढ झाली.
दृष्टीकोन 3: जर बजेट परवानगी देत असेल तर, योग्य रचना असलेली सामग्री थेट वापरा.
काही साहित्य त्यांच्या आण्विक संरचनेद्वारे हा विरोधाभास मूळतः सोडवतात.
उदाहरणार्थ PEEK.
त्याचे परिभाषित वैशिष्ट्य "एकच सूचक विशेषतः अतिप्रमाणात" नाही.
त्याऐवजी, त्यात एकाच वेळी खालील संरचनात्मक वैशिष्ट्ये आहेत:
कठोर एकके (सुगंधी रिंग, केटोन गट)
लवचिक बाँड (इथर बाँड)
परिणाम आहे:
दोन्ही मजबूत आणि परिधान-प्रतिरोधक
विशिष्ट विभागीय गतिशीलता देखील प्रदर्शित करते
तर तुम्हाला ते सापडेल:
अनेक उच्च-डायनॅमिक घटक (विमान आणि वैद्यकीय अनुप्रयोगांमध्ये वापरलेले),
शेवटी, परत प्रदक्षिणा केल्यावर, आम्ही या सामग्रीकडे परत येतो.
हे महाग आहे म्हणून नाही, परंतु कारण:
स्वस्त सामग्रीचे "संरचनात्मक दोष" केवळ फॉर्म्युलेशनद्वारे पूर्णपणे भरून काढणे कठीण आहे.
या प्रकारच्या समस्येची मूलभूत समस्या "चुकीची सामग्री वापरणे" नसून:
मूल्यमापन प्रणाली चुकीच्या पद्धतीने वापरली गेली.
परिधान म्हणजे पृष्ठभागांमधील ऊर्जा संवाद.
थकवा म्हणजे अंतर्गत ऊर्जेचा संचय.
तुम्ही TDS मध्ये एकल मेट्रिक ऑप्टिमाइझ करण्यावर पूर्णपणे लक्ष केंद्रित केल्यास,
एका परिमाणात पूर्णता गाठणे सोपे आहे आणि दुसऱ्या परिमाणात पूर्णपणे नियंत्रण गमावले आहे.
खरोखर अनुभवी अभियंते "एकल मेट्रिक ऑप्टिमाइझ करण्यावर" लक्ष केंद्रित करत नाहीत; त्याऐवजी, त्यांचे उद्दिष्ट आहे:
कडकपणा, कडकपणा, घर्षण आणि उर्जेचा अपव्यय यामधील समतोल बिंदू शोधा जो दीर्घकालीन कार्यप्रदर्शन सुनिश्चित करतो-.
जर तुम्हाला कधी याचा सामना करावा लागला असेल तर:
प्रारंभिक चाचणी सुरळीतपणे पार पडली; तथापि, एकदा वापरात आणल्यानंतर उत्पादनाच्या आयुर्मानाशी संबंधित समस्या उद्भवल्या.
विशेषतः तो एक-
परिस्थिती जेथे "त्याला क्वचितच कोणत्याही दळणे आवश्यक आहे, पण तरीही तोडले."
हा बहुधा योगायोग नसून एक सामान्य थकवा-प्रेरित अपयश आहे.
सूक्ष्मदर्शकाखाली फ्रॅक्चर जवळून पहा-उत्तर बरेचदा आधीच असते.