सिरेमिक बेयरिंग में धातु पाउडर के कारण एक्सोस्केलेटन में थकान

एक डिमाइनिंग एक्सोस्केलेटन में जोड़ की विफलता ने एक गंभीर समस्या का खुलासा किया: सिरेमिक बियरिंग्स में धातु की धूल के प्रवेश के कारण समय से पहले अवरोध उत्पन्न हुआ। यह घटना, जिसे Creaform VXelements के साथ 3D स्कैनिंग के माध्यम से दस्तावेजित किया गया, पर्यावरणीय संदूषण के कारण त्वरित थकान का एक उत्कृष्ट उदाहरण है। हम विश्लेषण करते हैं कि कैसे धूल एक अपघर्षक के रूप में कार्य करती है, रोलिंग सतहों को खराब करती है और माइक्रोक्रैक उत्पन्न करती है जो घटक की संरचनात्मक अखंडता से समझौता करते हैं।

Ansys Motion में सिमुलेशन और SolidWorks में मॉडलिंग 🛠️

SolidWorks में प्रारंभिक मॉडलिंग ने सिरेमिक बियरिंग और उसके पिंजरे की सटीक ज्यामिति को परिभाषित करने की अनुमति दी। इसके बाद, Ansys Motion में दो परिदृश्य प्रस्तुत किए गए: आदर्श स्थितियाँ (बिना संदूषण) और वास्तविक स्थितियाँ (10 से 50 माइक्रोन के धातु कणों के साथ)। सिमुलेशन ने खुलासा किया कि धातु की धूल घर्षण गुणांक को 340% तक बढ़ा देती है, जिससे हर्ट्ज़ संपर्कों पर स्थानीयकृत तनाव शिखर उत्पन्न होते हैं। ये शिखर, गति के प्रत्येक चक्र में दोहराए जाने पर, थकान दरारें शुरू करते हैं जो पूर्ण अवरोध तक विकसित होती हैं। गतिज विश्लेषण से पता चला कि डिमाइनिंग लोड के तहत लगभग 2,300 चक्रों के बाद जोड़ विफल हो जाता है, जबकि स्वच्छ परिस्थितियों में अनुमानित 15,000 चक्रों की तुलना में।

3D स्कैनिंग के साथ सत्यापन और डिजाइन के लिए सबक 🔍

विफल जोड़ के Creaform VXelements के साथ स्कैन ने वास्तविक घिसाव को मापने की अनुमति दी: आंतरिक रेसवे में 0.12 मिमी सामग्री की हानि और फंसे हुए कणों से इंडेंटेशन के निशान। Ansys Motion सिमुलेशन के साथ तुलना करने पर, इन आंकड़ों ने 7% से कम त्रुटि मार्जिन के साथ पूर्वानुमानित मॉडल को मान्य किया। सबक स्पष्ट है: डिमाइनिंग जैसे चरम वातावरण में, सिरेमिक बियरिंग्स को गतिशील सील और कण बाधा के साथ स्नेहन की आवश्यकता होती है। थकान सिमुलेशन, 3D दस्तावेज़ीकरण के साथ मिलकर, उन जोड़ों को फिर से डिजाइन करने के लिए एक अनिवार्य उपकरण बन जाता है जो धातु की धूल का सामना कर सकते हैं और एक्सोस्केलेटन के परिचालन जीवन को बढ़ा सकते हैं।

ज़िरकोनिया सिरेमिक बियरिंग्स में थकान दरार की शुरुआत का तंत्र क्या है जब लौह धातु के कण उच्च आर्द्रता वाले वातावरण में चक्रीय भार के तहत तनाव सांद्रक के रूप में कार्य करते हैं?

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