Холбох үе эвдэрсэн үед бидний эхний алхамууд нь наалдамхай бат бэх хангалттай, гадаргуугийн боловсруулалт зөв хийгдсэн, нэвчилт хангалттай, материал нь хөгширөөгүй эсэхийг үнэлэх явдал юм.
Гэсэн хэдий ч, инженерийн бодит хэрэглээнд зарим алдаа нь зөвхөн ашиглалтад орсны дараа эхэлдэггүй; харин наалдамхай бодис бүрэн хатсаны дараа болзошгүй эрсдэлүүд аль хэдийн бий болно.
Энэхүү болзошгүй аюул нь дотоод стрессийн үлдэгдэл юм.
Энэ нь үл үзэгдэх бөгөөд шууд хэмжихэд хэцүү боловч ид шидийн шинж чанартай биш юм. Энгийнээр хэлэхэд, цавуу нь хатах, хөргөх явцад агшилтанд ордог; хэрэв эргэн тойрон дахь субстрат нь түүний чөлөөт хэв гажилтыг хязгаарлавал агшилтгүй хэсэг нь наалдамхай давхарга доторх үлдэгдэл стресс болно.
Өнөөдөр би та бүхэнд энэ ойлголтыг сайтар ойлгоход чиглүүлэх болно.
0 1 Яагаад үүнийг судлах вэ?
Дотоод стрессийн аюул нь "эрчим-хадгалах" шинж чанартай байдаг.
Хагарсаны дараа наалдамхай давхарга нь уян хатан омгийн энергийн тодорхой хэсгийг хадгалдаг. Энэ энерги нь дараагийн үе хоорондын давхардал, бичил хагарлын тархалт, хэв гажилтын үндсэн хөдөлгөгч хүч болдог.
Интерфэйсийг тусгаарлах, тусгаарлах жишээг авч үзье: дотоод хүчдэл нь ашиглалтын ачаалал дээр хуримтлагдаж, интерфэйсийн бодит стрессийг тооцоолсон үнэлгээний-хэмжээнээс хол давахад хүргэдэг. Өөрөөр хэлбэл, наалдамхай давхарга албан ёсны үйлчилгээ эхлэхээс өмнө интерфэйс нь аль хэдийн хэт их хурцадмал байдалд орсон байна.
Өөр нэг жишээ бол робот, мотор, оптик эд анги зэрэг нарийн угсралтуудад онцгой хор хөнөөл учруулдаг нарийвчлалын шилжилт юм.
Хөдөлгүүр дэх соронзон голын байрлал, оптик бүрэлдэхүүн хэсгүүдийн тэгшилгээ, бүтцийн хэсгүүдийн хэмжээсүүд нь дотоод стрессийг аажмаар сулруулж байгаагаас шалтгаалан урт-хүндрэлд орж болзошгүй. Хэрэв угсралтын явцад эд ангиуд нь анхандаа нийцэж байгаа боловч хэдэн зуун цаг ажилласны дараа хазайлт илэрвэл ийм асуудал нь ихэвчлэн дотоод стрессээс үүдэлтэй байдаг.
Үүнээс гадна ядрах хугацаа багасдаг. Дотоод стресс нь ядрах амьдралын муруйг хамтад нь багасгадаг урт хугацааны дундаж стрессийн түвшинг илэрхийлдэг. Температурын эргэлт, чийгшил, чичиргээний хослол нь бүтээгдэхүүн анхан шатны туршилтыг давсан боловч бөөнөөр үйлдвэрлэх явцад бүтэлгүйтэх нөхцөл байдалд хүргэдэг.
Тиймээс дотоод стресс нь хоёрдогч асуудал биш, харин холболтын найдвартай байдлын үндсэн урьдчилсан нөхцөл юм. Энэ нь наалдац үүсэх боломжтой эсэхийг төдийгүй, дараа нь холболт хэр удаан тогтвортой байхыг тодорхойлдог.
0 2 Дотоод стресс хаанаас үүсдэг вэ?
Дотоод стрессийг ойлгохын тулд эхлээд түүний гарал үүслийг ойлгох хэрэгтэй.
Цавууг хатууруулах явцад үүсэх дотоод стресс нь үндсэндээ агших хандлагатай байдаг боловч үнэндээ үүнийг хийж чадахгүй хоёр төрлийн омогоос үүсдэг.
Эхний ангилал нь химийн агшилт гэж нэрлэгддэг агшилтыг эмчлэх явдал юм.
Шингэн мономеруудад молекулууд нь ван дер Ваалсын хүчээр (сул харилцан үйлчлэл) холбоо барьж байдаг. Хоёр молекулын атомуудын хооронд химийн холбоо байхгүй; тэдгээр нь ойролцоогоор 0.3-0.4 нм зайтай (энэ нь хоёр молекулын ван дер Ваальсийн радиусуудын нийлбэрийг илэрхийлдэг) ойролцоо байрладаг.
Полимержих урвалын үед мономеруудын хооронд ковалент холбоо үүсдэг. Хамгийн түгээмэл C-C дан холбоог жишээ болгон авч үзвэл түүний урт нь ойролцоогоор 0.154 нм байна. Энэ нь анх 0,35 нм-ийн сул зайд тусгаарлагдсан хоёр молекулыг одоо ойролцоогоор 0,15 нм- урттай ковалент холбоогоор хүчээр нэгтгэж, улмаар молекул хоорондын зай хоёр дахин багассан гэсэн үг юм. (Зураг)
Макроскопийн түвшинд ийм молекулын хос триллион нэгэн зэрэг агшилт нь эзэлхүүний бууралтаар илэрдэг. Энэ нь аливаа нэмэлт полимержих урвалаас бүрэн зайлсхийх боломжгүй физик үр дагавар юм.
Хоёр дахь ангилал нь дулааны үл нийцэх стресс юм.
Олон төрлийн цавууг эмчлэхийн тулд халаах шаардлагатай байдаг. Эдгэрсний дараа өндөр температураас тасалгааны температур хүртэл хөргөхөд цавуу ба субстратын дулааны тэлэлтийн коэффициентүүд ялгаатай байна.
Цавууны дулааны тэлэлтийн коэффициент нь ихэвчлэн металл, соронз, керамик зэрэг үндсэн материалаас хамаагүй өндөр байдаг. Хөргөх явцад цавуу нь цаашид агших хандлагатай байдаг боловч үндсэн материал нь түүний чөлөөт агшилтаас сэргийлж, наалдамхай давхаргыг хязгаарлаж, үлдэгдэл дотоод стрессийг өдөөдөг.
Энд хамгийн чухал ойлголт бол гель цэг юм.
Гель цэгээс өмнө цавуу нь шингэн хэвээр үлдэж, урсаж болно. Энэ үе шатанд агшилт үүссэн ч гэсэн материал нь урсах, дахин зохион байгуулах, дүүргэх замаар ийм хэв гажилтыг арилгаж, улмаар дотоод стрессийн хуримтлалыг багасгадаг.
Гель цэгийн дараа нөхцөл байдал өөрчлөгдөнө. Гурван хэмжээст сүлжээ нь цавуу дотор үүсч эхлэх ба материал аажмаар шингэн төлөвөөс хатуу төлөвт шилждэг. Энэ үе шатанд наалдамхай давхарга нь даац- даацыг олж авч, дараагийн агшилт, хэв гажилтын үйл явдлуудыг "санаж" эхэлдэг.
Өөрөөр хэлбэл, гель цэгийн дараа үүссэн агшилтын хэсэг нь дотоод стресс үүсгэхэд үнэхээр өртөмтгий байдаг.
Цаг хугацаа өнгөрөх тусам материал улам хатуурч, Tg нь тасралтгүй өсдөг. Tg нь одоогийн үйл ажиллагааны температураас хэтэрсэн үед наалдамхай давхарга нь резинэн төлөвөөс шилэн төлөвт шилждэг.
Шилэн төлөвт ороход наалдамхай давхаргын модуль хурдацтай нэмэгдэж, гинжний сегментийн хөдөлгөөнийг улам хүндрүүлдэг; улмаар өмнө нь гарч байсан стрессийн тодорхой хэсгийг гаргахад улам хэцүү болдог.
Тиймээс дотоод стрессийг дараахь байдлаар ойлгож болно.
Гель цэгийн өмнө: агшилт нь стресс үүсгэхгүйгээр үүсч болно.
Гель цэгийн дараа: гель давхарга нь сүлжээ үүсгэж эхэлдэг бөгөөд дараагийн агшилтаас сэргийлдэг.
Шилэнжилтийн дараа: материал нь хатуу болж, молекулын гинж нь хөдөлгөөнгүй болж, стрессийг арилгахад хэцүү болгодог.
Бидний мэдэж байгаагаар:
Хүчдэл=Модуль × Хэмжилт
Эцсийн дотоод стресс ≈ үр дүнтэй модуль × (- гелацийг хатууруулсны дараах агшилт + дулааны үл нийцэх хэв гажилт) − сулрах сулрал
Дулааны үл нийцэх хэв гажилтыг дараахь байдлаар ойлгож болно.
Дулааны үл нийцэх хэв гажилт ≈ (наалдамхай материалын дулаан тэлэлтийн коэффициент - субстратын дулааны тэлэлтийн коэффициент) × үр дүнтэй температурын зөрүү
Зөвхөн гель цэгийн дараа үүссэн агшилт ба дулааны үл нийцэлийг тасралтгүй нэмэгдэж буй модулиар үржүүлж, үйл явцын явцад сулрах замаар ялгарсан хэсгийг хасч, эцсийн цэвэр дотоод стрессийг бүрдүүлнэ.
Энэ нь мөн дотоод стрессийг судлахад хэцүү байдаг шалтгаан юм: энэ нь нэг агшинд гэнэт үүсдэггүй, харин хатуурах, хөргөх явцад аажмаар хуримтлагддаг. Энэ процессын туршид агшилт, температур, модуль, материалын стрессийг арилгах чадвар зэрэг нь тасралтгүй өөрчлөгддөг.
03 Хэрхэн тодорхойлох вэ: Эхлээд "үр дүнг" хэмжиж, дараа нь "шалтгаан" -ыг хэмжинэ.
Дотоод стресс нь нэг агшинд гэнэт үүсдэггүй, харин хатуурах, хөргөх явцад аажмаар хуримтлагддаг гэдгийг одоо нийтээрээ хүлээн зөвшөөрдөг.
Энд байгаа бүх параметрүүд байнга өөрчлөгдөж байдаг: агшилтын хурд, температур, модуль, тэр ч байтугай материалын стрессийг арилгах чадвар бүгд өөр өөр байдаг.
Тиймээс дотоод стрессийн шинж чанар нь зөвхөн нэг тоон утгад тулгуурлаж болохгүй; Энэ нь хоёр асуултыг нэгэн зэрэг шийдвэрлэх ёстой:
Нэгдүгээрт, эцэст нь ямар хэмжээний стресс эсвэл хэв гажилт үлдэх вэ?
Хоёрдугаарт, хатууруулах явцад эдгээр стрессүүд хэрхэн үүсдэг вэ?
Туршилтын аргуудын тухайд ерөнхийд нь хоёр төрөлд хувааж болно.
Нэг ангилалд стресс эсвэл хэв гажилтын үр дүнг шууд хэмждэг бол нөгөө ангилал нь загвар үүсгэхийн тулд материалын дотоод параметрүүдийг хэмждэг.
Ангилал 1: Стресс буюу хэв гажилтын үр дүнг шууд хэмжих
Энэ арга нь наалдамхай бодисыг хатаасны дараа бүтцэд үүссэн хэв гажилт эсвэл үлдэгдэл стрессийн хэмжээг тодорхойлоход чиглэгддэг.
Хамгийн сонгодог арга бол cantilever beam эсвэл bimaterial beam гулзайлтын арга юм. Цавууг нимгэн металл хуудас, цахиур хавтан эсвэл бусад субстратын материалд хэрэглэнэ; хатууруулах явцад наалдамхай агшилт нь субстратыг нугалахад хүргэдэг. Бодит цаг хугацаанд муруйлтыг хэмжиж, Стонигийн тэгшитгэлтэй төстэй аргыг ашигласнаар наалдамхай давхаргын дундаж стрессийг тооцоолж болно. Энэ арга нь зөн совинтой, сайн -тогтоосон байх давуу талуудыг санал болгож, хатуурах хугацаанаас хамааран стресс хэрхэн өөрчлөгдөж байгааг харуулсан муруйг дүрслэх боломжийг олгодог.
Мөн fiber Bragg grating (FBG) техник байдаг. Гель давхаргад оптик утас суулгаснаар гель доторх омог бодит цаг хугацаанд хэмжиж болно. Энэ арга нь зөвхөн гадаргуугийн хэв гажилтын хэмжилттэй харьцуулахад гелийн дотоод төлөвийг илүү нарийвчлалтай тусгадаг боловч өндөр зардал, үйл ажиллагааны илүү төвөгтэй байдлыг шаарддаг.
Түгээмэл оптик мэдрэгч ашиглан нийлмэл ламинат дахь омог мониторингийг эмчлэх (Зургийн эх сурвалж)
Ил тод наалдамхай бодисын хувьд фотоэластик эсвэл хос хугарлын аргуудыг стрессээс үүдэлтэй хоёр хугарлын-хувьд стрессийн тархалтыг ажиглаж болно.
Нэмж дурдахад өрөмдлөг, үндсэн дээж авах, рентген туяаны дифракц (XRD), нейтроны тархалт, Раманы шилжилтийн шинжилгээ зэрэг аргуудыг үлдэгдэл стресс эсвэл шууд бус омог хэмжих тусгай нөхцөлд ашиглаж болно.