مقدمة
تنشأ الاهتزازات الميكانيكية بشكل طبيعي من الإثارات الزلزالية، على سبيل المثال، وتحدث في جميع الأنظمة التقنية وأنظمة السيارات تقريبًا. وهي تؤثر بشكل كبير على قدرة الهياكل الهندسية على البقاء، وقد تلحق الضرر بالآلات الموضوعة بالقرب منها، وغالباً ما تكون مصحوبة بضوضاء مزعجة. لتجنب هذه الاضطرابات، يتم استخدام مخازن مطاطية عازلة لفصل الهيكل الرئيسي عن الأرض.
في التطبيقات الحقيقية، تخضع المنتجات المطاطية التقنية بشكل عام لكل من: الأحمال الميكانيكية الثابتة والديناميكية. اعتمادًا على التطبيق، يمكن أن يختلف الحمل الساكن والديناميكي على نطاق واسع. يرتبط الحمل الساكن في كثير من الأحيان بوزن المنتج نفسه وقد يتغير مع مرور الوقت (على سبيل المثال، سيارة ركاب بها من 1 إلى 4 ركاب، خزان وقود: فارغ أو ممتلئ). تضيف الاهتزازات الناتجة عن تشغيل محرك السيارة وعمليات القيادة حملاً ميكانيكيًا ديناميكيًا متذبذبًا. يمكن أن تحدث جميع أوضاع الحمل الساكنة مثل الضغط والشد والقص.
يمكن إجراء نقل ظروف التشغيل الحقيقية هذه من الممارسة العملية إلى المختبر بسهولة باستخدام نظام DMA GABO Eplexor® عالي القوة. ومع ذلك، بالنسبة لبعض التطبيقات مثل السيور الناقلة المطاطية أو سيور القيادة أو المخازن المطاطية المعدنية، يتميز الاستخدام العادي بحمل مسبق ثابت أصغر من الحمل الديناميكي الفعلي. تتسبب ملفات التحميل هذه في حدوث مضاعفات لتحليل الخواص الميكانيكية للمكون الذي تم فحصه بسبب حدوث فقدان مؤقت للتلامس بين العينة وحامل العينة في وضع الضغط. وعادةً ما يكون الاختبار الصحيح الخالي من القطع غير ممكن بسهولة في هذه الحالة.
وبفضل حاملات العينات المناسبة، يمكن لجهاز DMA GABO Eplexor® عالي القوة التغلب على هذا القيد التقني. دعونا نوضح ذلك من خلال تطبيق حقيقي.
تُستخدم المخازن المطاطية المعدنية لعزل الصدمات وعزل الاهتزازات. وهي مصنوعة من مواد مطاطية مختلفة ومتوفرة في العديد من الأشكال والأحجام. يوضح الشكل 1 نوعين مختلفين من المخازن المطاطية المعدنية الأسطوانية. يبلغ طول المخفف العازل المطاطي المعدني المزود بمسمارين 25 مم وقطره 20 مم. يبلغ طول المخزن المؤقت المطاطي المعدني المزود بمسمار مسمار واحد وثقب ملولب واحد 40 مم وقطره 40 مم.
تُستخدم حوامل العينات المناسبة المزودة بقطع تمديد لتركيب المخزن المؤقت المطاطي المعدني على جهاز DMA GABO Eplexor® عالي القوة. يوضح الشكل 2 مخزن أسطواني مطاطي معدني عازل مركب بمسمار واحد وثقب ملولب واحد على جهاز DMA GABO Eplexor® عالي القوة DMA GABO Eplexor®.
تم إجراء مسح زمني عند درجة حرارة الغرفة وتردد 10 هرتز. تم زيادة الحمل الساكن على فترات زمنية قدرها 120 ثانية في خطوات مختلفة من 0 نيوتن إلى 140 نيوتن ثم انخفض إلى 7 نيوتن. تم الحفاظ على الحمل الديناميكي ثابتًا خلال القياس بأكمله عند 200 نيوتن. يوضح الشكل 3 المظهر الزمني للأحمال الساكنة والديناميكية أثناء القياس، Fstat و Fdyn على التوالي.
يمكن اشتقاق الإجهادات الميكانيكية الموجودة داخل المخزن المؤقت المطاطي المعدني من خلال أخذ العوامل الهندسية في الاعتبار. يوضح الشكل 4 الإجهاد الساكن εstat باللون الأزرق والإجهاد الديناميكي εdyn باللون الأحمر.
يمكن ملاحظة أن الإجهاد الساكن يظل أصغر خلال القياس بأكمله تقريبًا من الإجهاد الديناميكي. يمنع استخدام حوامل العينات المناسبة فقدان التلامس المؤقت بين العينة وحامل العينة. ولذلك، يسمح إعداد القياس هذا بنقل ظروف التشغيل الحقيقية للعازل المطاطي المعدني من الممارسة العملية إلى المختبر بطريقة موثوقة. أصبح من الممكن الآن استخلاص استنتاجات موثوقة (خالية من المصنوعات اليدوية) حول السلوك الميكانيكي الحقيقي للمخزن المؤقت المطاطي المعدني أثناء التطبيق.
يوضح الشكل 5 المظهر الجانبي الزمني لمعامل المرونة |E* وعامل الفقد tanδ للمخزن المؤقت المطاطي المعدني عند درجة حرارة الغرفة وتردد 10 هرتز. يتناقص معامل المرونة |E* | بمرور الوقت. وكدالة لزمن قياس الإجهاد الديناميكي، يحدث تشوه يعتمد على الزمن ε(t) للمخزن المؤقت المطاطي المعدني. يذكرنا هذا السلوك باختبارات الزحف. يرتبط الزحف بزيادة التشوه تحت حمل ثابت (انظر الشكل 4). نظرًا لأن الحمل الديناميكي ثابت بمرور الوقت، وفقًا لقانون هوك، يجب أن ينخفض معامل المرونة |E*|. لا تؤثر الأوزان المختلفة المحمولة، التي تمت محاكاتها من خلال أحمال ثابتة مختلفة، على معامل المرونة |E* | لأنها أصغر من الحمل الديناميكي.
يتناقص عامل الفقد tanδ بمرور الوقت لأن الاحتكاك الداخلي ينخفض. ترتخي العينة.
الخاتمة
وقد تبين أنه يمكن اختبار حالات التحميل الحقيقي لتطبيقات مثل المخازن المعدنية المطاطية - حيث يتميز الاستخدام العادي بحمل مسبق ثابت أصغر من الحمل الديناميكي الفعلي - بسهولة عن طريق جهاز DMA GABO Eplexor® عالي القوة. ويوفر جهاز DMA GABO Eplexor® عالي القوة DMA GABO Eplexor® نتائج دقيقة وخالية من الشوائب بسبب تعدد استخداماته وملاءمة حاملات العينات المستخدمة.
يوفر جهاز DMA GABO Eplexor® عالي القوة GABO Eplexor® ميزة فريدة من نوعها لاختبار ليس فقط المواد البسيطة والأساسية بشكل صحيح، ولكن أيضًا المنتجات النهائية أثناء التشغيل.