कार्बन जोड़ों में थकान: नास्ट्रान में एलएसटी दर्पण का पतन

LST दूरबीन, जो चेरेनकोव विकिरण का पता लगाने के लिए डिज़ाइन की गई है, को अपने अनुकूली दर्पण समर्थन के ढहने के बाद एक गंभीर असंरेखण का सामना करना पड़ा। विफलता का मूल कार्बन फाइबर जोड़ों में पाया गया, जहां चक्रीय थकान ने सूक्ष्म दरारें और स्थायी विरूपण उत्पन्न किया। इस घटना को समझने के लिए, एक डिजिटल फोरेंसिक विश्लेषण किया गया जिसमें 3D स्कैनिंग, CAD मॉडलिंग और परिमित तत्व सिमुलेशन का संयोजन था।

फोरेंसिक प्रवाह: RealityCapture से MSC Nastran तक 🔧

पहला कदम RealityCapture में फोटोग्रामेट्री के माध्यम से ढहे हुए समर्थन की वास्तविक ज्यामिति का दस्तावेजीकरण करना था। इस बिंदु बादल मॉडल को मूल CAD डिज़ाइन के पुनर्निर्माण और विकृत भाग के साथ तुलना करने के लिए Siemens NX में आयात किया गया। साफ ज्यामिति के साथ, असेंबली को बहु-अक्षीय थकान विश्लेषण के लिए MSC Nastran में निर्यात किया गया। कार्बन जोड़ों पर दूरबीन के विशिष्ट परिचालन भार (परिवर्तनीय गुरुत्वाकर्षण, हवा और तापीय कंपन) लागू किए गए। SOL 101 सॉल्वर ने जोड़ क्षेत्र में अवशिष्ट तनावों की पहचान करने में मदद की, जबकि थकान मॉड्यूल (SOL 111) ने केवल 2.3 वर्षों की सेवा जीवन की भविष्यवाणी की, जो अपेक्षित 10 वर्षों से काफी कम है।

मिश्रित संरचनाओं के डिज़ाइन के लिए सबक 💡

यह मामला दर्शाता है कि कार्बन फाइबर, हालांकि हल्का और कठोर है, जोड़ों में कमजोर होता है यदि अंतर-स्तरीय क्षरण का मॉडल नहीं बनाया जाता है। Nastran में सिमुलेशन से पता चला कि विफलता अधिभार के कारण नहीं, बल्कि कम आयाम वाले चक्रों के तहत एपॉक्सी मैट्रिक्स में क्षति के संचय के कारण हुई। भविष्य के पुनरावृत्तियों के लिए, धातु आवेषण के साथ जोड़ों को फिर से डिज़ाइन करने और वास्तविक थकान परीक्षणों के साथ मॉडल को मान्य करने की सिफारिश की जाती है। RealityCapture, Siemens NX और Nastran का संयोजन समान पतन से बचने के लिए एक पूर्ण कार्यप्रवाह प्रदान करता है।

LST दर्पण समर्थन के ढहने के संदर्भ में, चक्रीय तापीय और गुरुत्वाकर्षण भार के कारण होने वाले असंरेखण की भविष्यवाणी करने के लिए Nastran के साथ कार्बन जोड़ों में थकान सिमुलेशन के कौन से पैरामीटर महत्वपूर्ण हैं?

(पी.डी.: सामग्री की थकान 10 घंटे के सिमुलेशन के बाद आपकी तरह ही होती है।)