स्ट्रैटोस्फेरिक गुब्बारा फ्रैक्चर: माइक्रोक्रैक का त्रिआयामी विश्लेषण

चढ़ाई के दौरान एक पॉलीइथिलीन मौसम गुब्बारा लक्ष्य ऊंचाई से काफी नीचे ढह गया। इंजीनियरिंग टीम ने मूल कारण की जांच करने के लिए पॉलिमर के टुकड़े बरामद किए। प्रारंभिक परिकल्पना ब्लो मोल्ड में एक सूक्ष्म-दोष की ओर इशारा करती थी, जो कम वायुमंडलीय दबाव के कारण सामग्री के विस्तार पर तनाव सांद्रक और विनाशकारी दरार के आरंभकर्ता के रूप में कार्य करता होगा।

कार्यप्रवाह: स्कैनिंग, मॉडलिंग और FEM सिमुलेशन 🛠️

प्रक्रिया सतह की स्थलाकृति को कैप्चर करने के लिए GOM Inspect का उपयोग करके फ्रैक्चर किनारों के 3D स्कैन के साथ शुरू हुई। टूटने की शुरुआत के क्षेत्र में 50 माइक्रोमीटर की एक गुहा की पहचान की गई। इस ज्यामिति को Siemens NX में आयात किया गया ताकि गुब्बारे की झिल्ली के एक खंड को मॉडल किया जा सके, जिसमें दोष को एक अण्डाकार पायदान के रूप में शामिल किया गया। मेशिंग को Abaqus में निर्यात किया गया, जहां ऊंचाई का अनुकरण करते हुए घटते अंतर दबाव के साथ एक झिल्ली विश्लेषण लागू किया गया। परिणामों से पता चला कि तीव्रता कारक ने उड़ान सेंसर द्वारा दर्ज किए गए पतन के बिंदु पर पॉलिमर की फ्रैक्चर कठोरता को पार कर लिया।

पॉलिमर में थकान सिमुलेशन के लिए सबक 📘

यह मामला पुष्टि करता है कि बड़े विरूपण और अंतर दबाव के अधीन घटकों में विनिर्माण सूक्ष्म-दोष महत्वपूर्ण हैं। उच्च-रिज़ॉल्यूशन 3D स्कैनिंग और परिमित तत्व विश्लेषण के बीच सहसंबंध विस्कोइलास्टिक सामग्रियों में रैखिक लोचदार फ्रैक्चर यांत्रिकी मॉडल को मान्य करने की अनुमति देता है। भविष्य के डिजाइनों के लिए, औद्योगिक टोमोग्राफी के साथ मोल्ड का निरीक्षण करने और 10 माइक्रोमीटर से नीचे की गुहाओं को खत्म करने के लिए ब्लो पैरामीटर को समायोजित करने की सिफारिश की जाती है।

स्ट्रैटोस्फेरिक गुब्बारे के चढ़ाई के दौरान अंतर दबाव और गतिशील भार की स्थितियों के तहत कम घनत्व वाली पॉलीइथिलीन फिल्म में माइक्रोक्रैक के प्रसार को सटीक रूप से मॉडल करने के लिए कौन से परिमित तत्व सिमुलेशन (FEM) पैरामीटर या दरार वृद्धि कानून (जैसे पेरिस या NASGRO) सबसे महत्वपूर्ण हैं?

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