सिरेमिक में अवशिष्ट तनाव: एएफएम सपोर्ट विफलता का छिपा कारण

एक नैनोटेक्नोलॉजी प्रयोगशाला ने परमाणु बल माइक्रोस्कोप (AFM) में एक लेंस माउंट की अस्थिरता की सूचना दी। प्रारंभ में एक निर्माण दोष के लिए जिम्मेदार ठहराया गया इस विफलता का कठोर 3D विश्लेषण किया गया। द्विअपवर्तन और परिमित तत्व सिमुलेशन के माध्यम से, यह पता चला कि मूल कारण कोई दृश्य दरार नहीं था, बल्कि सिरेमिक भाग के सिंटरिंग के दौरान अत्यधिक तेजी से ठंडा होने से उत्पन्न आंतरिक अवशिष्ट तनाव था।

3D फोरेंसिक विश्लेषण: द्विअपवर्तन और SolidWorks में सिमुलेशन 🔬

निदान प्रक्रिया ने दो प्रमुख तकनीकों को संयोजित किया। पहले, एक 3D स्कैनर और VGSTUDIO MAX सॉफ्टवेयर का उपयोग करके टूटे हुए माउंट की ज्यामिति का पुनर्निर्माण किया गया। इस जाल पर, Keyence Analyzer में एक द्विअपवर्तन विश्लेषण लागू किया गया, जिससे सिरेमिक के आयतन में असमान तनाव पैटर्न का पता चला। इन आंकड़ों को एक संरचनात्मक सिमुलेशन के लिए SolidWorks में आयात किया गया। मॉडल ने भविष्यवाणी की कि एक अचानक तापीय प्रवणता, जिसे सेकंडों में 800°C से कमरे के तापमान तक ठंडा करने के रूप में अनुकरण किया गया, सामग्री की टूटने की सीमा से अधिक अवशिष्ट तनाव उत्पन्न करती है, जो आंतरिक माइक्रोक्रैकिंग और बाद में माउंट की अस्थिरता की व्याख्या करता है।

तकनीकी सिरेमिक में थकान सिमुलेशन के लिए सबक ⚙️

यह मामला दर्शाता है कि सिरेमिक जैसी भंगुर सामग्रियों में थकान सिमुलेशन को विनिर्माण प्रक्रिया के तापीय इतिहास को नजरअंदाज नहीं करना चाहिए। एक पारंपरिक विश्लेषण जो केवल परिचालन भार का मूल्यांकन करता है, विफलता से चूक गया होता। SolidWorks वर्कफ़्लो में द्विअपवर्तन डेटा को एकीकृत करने से इंजीनियर उत्पादन से पहले अवशिष्ट तनावों की भविष्यवाणी और शमन कर सकते हैं, उच्च-सटीक ऑप्टिकल घटकों की विश्वसनीयता सुनिश्चित करने के लिए भट्टियों में शीतलन चक्रों को अनुकूलित कर सकते हैं।

एक सिमुलेशन इंजीनियर के रूप में, आप कम आयाम वाले चक्रीय भार के तहत थकान विफलता की भविष्यवाणी करने के लिए AFM माउंट के सिरेमिक में अवशिष्ट तनाव वितरण का मॉडल कैसे बनाएंगे?

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