ताने में सुई फ्रैक्चर: हार्मोनिक कंपन थकान का त्रिआयामी विश्लेषण

एक उच्च गति वाले कालीन उत्पादन लाइन में एक घटना ने औद्योगिक सुरक्षा अलार्म को सक्रिय कर दिया। एक टेम्पर्ड स्टील की सुई विनाशकारी रूप से टूट गई, जिससे एक टुकड़ा एक ऑपरेटर की ओर उछल गया। मूल कारण निर्धारित करने के लिए, एक फोरेंसिक वर्कफ़्लो लागू किया गया जिसमें 3D इलेक्ट्रॉन माइक्रोस्कोपी को परिमित तत्व सिमुलेशन के साथ जोड़ा गया, ताकि टुकड़े के प्रक्षेपवक्र को फिर से बनाया जा सके और यह सत्यापित किया जा सके कि करघे का हार्मोनिक कंपन सामग्री की कठोरता सीमा से अधिक हो गया है या नहीं।

ZEISS ZEN के साथ फ्रैक्चर का पुनर्निर्माण और ANSYS 🔧 में सत्यापन

विश्लेषण ZEISS ZEN सॉफ़्टवेयर के 3D मॉड्यूल का उपयोग करके स्कैनिंग इलेक्ट्रॉन माइक्रोस्कोपी (SEM) के माध्यम से फ्रैक्चर सतह को कैप्चर करने के साथ शुरू हुआ। इस प्रक्रिया ने एक उच्च-रिज़ॉल्यूशन वाला स्थलाकृतिक मॉडल तैयार किया जिसमें थकान की धारियाँ और क्लीवेज के निशान दिखाई दिए, जो एक क्रमिक विफलता का संकेत देते हैं। यह डिजिटल मॉडल ANSYS Mechanical के लिए इनपुट ज्यामिति के रूप में कार्य करता है। वहाँ करघे के सेंसर द्वारा रिकॉर्ड किए गए गतिशील भार लागू किए गए, जो सिस्टम की अनुनाद आवृत्ति को मॉडलिंग करते हैं। परिमित तत्व सिमुलेशन ने सुई में तनाव वितरण की गणना की, यह पुष्टि करते हुए कि हार्मोनिक कंपन के आयाम ने एक चक्रीय तनाव शिखर उत्पन्न किया जो स्टील की फ्रैक्चर कठोरता से अधिक था, जिससे उच्चतम तनाव एकाग्रता बिंदु पर दरार शुरू हुई।

टुकड़े के प्रक्षेपवक्र और विफलता के दृश्य से सबक 🎯

3D पुनर्निर्माण ने न केवल कारण निर्धारित किया, बल्कि टुकड़े के बैलिस्टिक प्रक्षेपवक्र की कल्पना करने की अनुमति दी। Maya का उपयोग करके, दरार के प्रसार से लेकर धातु के टुकड़े के अलग होने तक, फ्रैक्चर के अनुक्रम को एनिमेटेड किया गया। यह विज़ुअलाइज़ेशन ANSYS के परिणामों को मान्य करने और डिज़ाइन इंजीनियरों को जोखिम बताने के लिए महत्वपूर्ण था। यह मामला दर्शाता है कि उच्च गति वाली कपड़ा मशीनरी में विनाशकारी विफलताओं को रोकने के लिए उच्च-सटीकता 3D माइक्रोस्कोपी और थकान सिमुलेशन का संयोजन अपरिहार्य है।

क्या परिवर्तनीय भार इतिहास और थकान के प्रति सामग्री के अरैखिक गुणों पर विचार करते हुए, हार्मोनिक कंपन के अधीन करघे की सुई के जीवनकाल की भविष्यवाणी परिमित तत्व 3D सिमुलेशन द्वारा करना संभव है?

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