कंप्रेसर ब्लेड में हाइड्रोजन भंगुरता: टूटने का त्रिआयामी सिमुलेशन

शुद्ध हाइड्रोजन से चलने वाले एक आंतरिक दहन इंजन में टर्बो कंप्रेसर के ब्लेड्स की भयावह विफलता हुई है। बेंच परीक्षण के दौरान दर्ज की गई यह विफलता हाइड्रोजन उत्सर्जन (fragilización por hidrógeno) नामक एक घटना की ओर इशारा करती है। VGSTUDIO MAX, SolidWorks CFD और Siemens NX जैसे 3D सिमुलेशन टूल यह विश्लेषण करने में सक्षम बनाते हैं कि क्या उच्च-शक्ति वाले स्टील में H2 के परमाणु प्रसार ने सामग्री की कठोरता को कम कर दिया, जिससे सूक्ष्म कणों के प्रभाव से फ्रैक्चर आसान हो गया।

फोरेंसिक विश्लेषण: टोमोग्राफी, CFD और परिमित तत्व 🔍

जांच प्रक्रिया कंप्यूटेड टोमोग्राफी (VGSTUDIO MAX) से शुरू होती है, जो फ्रैक्चर ज्यामिति को स्कैन करती है और आंतरिक समावेशन या माइक्रोक्रैक का पता लगाती है। साथ ही, SolidWorks CFD ब्लेड्स पर उच्च दबाव वाले गर्म हाइड्रोजन के प्रवाह का अनुकरण करता है, जिससे गैस की उच्चतम सांद्रता वाले क्षेत्रों की गणना होती है। अंत में, Siemens NX एक परिमित तत्व विश्लेषण चलाता है जो हाइड्रोजन प्रसार को तनाव क्षेत्र से जोड़ता है। परिणाम दिखाते हैं कि हाइड्रोजन अग्रणी किनारों पर जमा होता है, जिससे स्टील की फ्रैक्चर ऊर्जा 40% तक कम हो जाती है। पारंपरिक गैसोलीन इंजन के विपरीत, जहां हवा एक निष्क्रिय माध्यम के रूप में कार्य करती है, यहां हाइड्रोजन धातु की क्रिस्टल जाली में प्रवेश करता है, बंधनों को तोड़ता है और भंगुरता पैदा करता है।

हाइड्रोजन इंजनों में थकान सिमुलेशन के लिए सबक ⚙️

यह मामला साबित करता है कि हाइड्रोजन वातावरण में सामग्री की थकान को मानक स्टील मापदंडों के साथ मॉडल नहीं किया जा सकता है। परमाणु प्रसार एक ऑक्साइड कण के छोटे प्रभाव को भयावह फ्रैक्चर में बदल देता है। सिमुलेशन इंजीनियरों के लिए चुनौती हाइड्रोजन प्रसार मॉडल को उच्च-चक्र थकान विश्लेषण में एकीकृत करना है, जो Siemens NX जैसे उपकरण पहले से ही उपयोगकर्ता उप-प्रोग्राम के माध्यम से अनुमति देते हैं। हाइड्रोजन इंजनों के लिए टर्बोचार्जर डिजाइन में इस घटना को अनदेखा करना समय से पहले विफलता सुनिश्चित करना है।

एक इंजीनियर के रूप में जो कंप्रेसर ब्लेड्स में हाइड्रोजन उत्सर्जन का अनुकरण करता है, आप 3D सिमुलेशन में भयावह विफलता की शुरुआत के बिंदु की सटीक भविष्यवाणी करने के लिए प्रसार और यांत्रिक तनाव मॉडल के कौन से इनपुट पैरामीटर सबसे महत्वपूर्ण मानते हैं?

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