توصيف المواد الخارقة المرنة المشتتة التي تنتجها التصنيع الإضافي

يهدف بحثي إلى توصيف الخصائص اللزجة المرنة للبوليمرات المصنعة بنشاط وفحص التأثير على ديناميكيات المواد الخارقة المرنة. أسعى إلى فهم كيف يمكن لهذه الخصائص أن تستنتج استنزاف الموجة عند الترددات التشغيلية ، والتي قد تتضمن توصيفا دقيقا وتعديلات محتملة. يتطلب توصيف البوليمر خبرة في علوم المواد والأشعة والإعدادات المتخصصة والتدريب ، والتي غالبا ما يفتقر إليها الباحثون في المواد الخارقة

وبالمثل ، فإن التحليل بالموجات فوق الصوتية لتوهين الموجات والمواد الخارقة يتضمن تقنيات غير مألوفة للمهندسين الكيميائيين. وبالتالي ، فإن دمج هذين المجالين يفرض تحديات تجريبية كبيرة. تعد مرونة اللزوجة في البوليمرات ظاهرة معقدة وهناك بيانات محدودة لوحدات التخزين والخسارة عند الترددات فوق الصوتية ، خاصة بالنسبة للبوليمرات المصنعة بالمواد المضافة.

الهدف هو ربط خصائص المواد بديناميكيات المواد الخارقة التي تعتمد على الهيكل ، وبالتالي تمكين تصميم قوي وموثوق لترددات العمل المستهدفة. يجمع بروتوكولنا بين التصنيع والاختبارات الكيميائية والموجات فوق الصوتية والاختبارات الكيميائية والتحليل العددي لتعزيز فهمنا لكيفية تأثير خصائصنا المدرسية على ديناميكيات المواد الخارقة للبوليمرات. ستعمل هذه المعرفة على تحسين تصميم المواد الخارقة للتطبيقات في تسجيل الساعة الصوتية ، وتوجيه الأمواج ، وحصاد الطاقة ، وغيرها من المجالات التي تتطلب تحكما فعالا في الموجات.

ستركز أنشطتنا المستقبلية على تحليل كيفية تأثير معلمات الطباعة ثلاثية الأبعاد المختلفة على الخصائص اللزجة المرنة للأجزاء النهائية. أيضا ، استكشاف آليات تعديل هذه الخصائص للتأثير على السلوك الديناميكي للمواد الخارقة للبوليمرات. نحن نهدف إلى إنشاء نماذج أكثر دقة وكفاءة لمحاكاة السلوك اللزج المرن في الأشكال الهندسية المعقدة للتطبيقات الصوتية والموجات فوق الصوتية.

للبدء ، قم بتصنيع عينات اختبار متوازي المستطيلات بناء على الأبعاد الواردة في الجدول الموضح هنا. حدد نطاق درجة حرارة الاختبار ، وتجنب المواد والبقاء أقل بكثير من المواد ، ودرجة حرارة الانصهار. حدد معدل تسخين يتراوح بين درجة مئوية وثلاث درجات مئوية في الدقيقة.

للحصول على أفضل النتائج ، اختر أقل قيمة إجهاد. قم بإعداد معلمات اكتساح التردد ومعدل التسخين. للمعايرة، استخدم تكوين اختبار الكابولي الفردي.

ابدأ عملية المعايرة لضمان الدقة. لتثبيت العينة ، قم بفك مسامير المشابك الثابتة والقابلة للتعديل عند تنشيط وضع الركن. حرك عينة الاختبار من خلال جانب واحد وضعها على خيوط المشابك.

ثم شد المشابك القابلة للتعديل متبوعة بالمشابك الثابتة. لإعادة تثبيت الفرن ، ضعه فوق تكوين الاختبار وأدخل درجة الحرارة الأولية يدويا. انتظر ثلاث دقائق على الأقل بعد الوصول إلى درجة الحرارة المطلوبة.

الآن ابدأ القياسات. بمجرد اكتمال القياسات وعودة درجة حرارة الفرن إلى البيئة المحيطة ، قم بإزالة الفرن والعينة ، ثم قم بتصدير البيانات وتحويل المنحنيات إلى درجة حرارة مرجعية باستخدام عوامل التحول المناسبة للحصول على منحنى رئيسي عند درجة الحرارة المرجعية. ابدأ باستخدام معالج النموذج لإنشاء نموذج جديد.

حدد بعد الفضاء ثلاثي الأبعاد وأضف الدراسة الميكانيكية الصلبة. ثم اختر دراسة مجال التردد لتحليل الإرسال. ضمن علامة التبويب التعريفات العامة، حدد المعلمات ذات الصلة وقم بتعيين قيم لها.

باستخدام الأدوات المتاحة ، قم بإنشاء هندسة نموذج ما وراء المواد. الآن انقر بزر الماوس الأيمن على المكونات للوصول إلى علامة تبويب التعريفات ، ثم حدد المجسات واختر مسبار الحدود. تعيين حد على النموذج لهذا المسبار الحدودي حيث سيتم حساب خسارة الإرسال.

لتحديد طبقة متطابقة تماما أو PML ، انقر بزر الماوس الأيمن على علامة تبويب التعريفات وقم بتعيين خصائص PML للكتل الهندسية المحيطة بهندسة المواد الخارقة. تطبيق شروط الحدود الدورية على الوجوه المتعامدة مع اتجاه الدورية وتمكين ميزة الاستمرارية. ثم انقر بزر الماوس الأيمن فوق علامة التبويب "المواد" وأضف مواد من المكتبة لتعيين خصائص المواد إلى الهندسة.

ضمن علامة تبويب المكون ، انقر بزر الماوس الأيمن فوق علامة التبويب المواد المرنة الخطية وحدد نموذج مادة اللزوجة. أدخل الموتر المنحرف الذي تم الحصول عليه من الحساب ، بناء على نتائج DMA. بعد ذلك ، انقر بزر الماوس الأيمن فوق علامة تبويب الإزاحة المحددة وحدد جزءا من النموذج ليكون متحمسا ديناميكيا من نافذة الرسومات.

قم بتعيين سعة الإزاحة خارج المستوى في الموضع المتوقع لعنصر بيزو. ثم قم بإنشاء شبكة مناسبة للنموذج الذي تم تحليله. اختر الآن وظيفة shift مناسبة من القائمة المنسدلة.

حدد لا شيء إذا تم أخذ تأثيرات درجة الحرارة في الاعتبار بالفعل في نتائج DMA المراد استخدامها. حدد نموذجا لزجا مرنا مناسبا وأدخل قيم الموتر المنحرف بناء على العمليات الحسابية. من مكتبة الدراسة، حدد الخيار إضافة دراسة، وحدد مجال التكرار، وأدخل نطاق التردد المستهدف.

ثم اضغط على زر الحساب لحساب الدراسة. الآن ، انقر بزر الماوس الأيمن فوق علامة تبويب النتائج وحدد وظيفة مجموعة مخطط 1D. انقر بزر الماوس الأيمن على مجموعة مؤامرة 1D التي تم إنشاؤها واختر عالمي من الخيارات.

في علامة تبويب بيانات المحور Y في نافذة الإعدادات، أدخل التعبير الرياضي لفقدان الإرسال وارسم البيانات. وأظهرت النتائج العددية لحسابات الإرسال انخفاضا في سوية الإرسال يتجاوز 20 ديسيبل، وهو ما يمثل فجوة في نطاق التردد لوحظت ضمن مدى التردد. للبدء ، اختر مصدر إثارة مناسبا بناء على التنبؤات العددية لنطاق تردد تشغيلي.

قم بتطبيق شريط عاكس على عينة الاختبار عند نقطة اكتساب الإشارة المقصودة لتحسين اكتشاف إشارة الليزر. اضبط موضع وزاوية ليزر LDV لتوجيهه نحو الشريط العاكس. قم بتوصيل جهاز كمبيوتر بمولد إشارة ، متبوعا بمكبر صوت متصل ببيزو لإنشاء دائرة كهربائية.

بمجرد إنشاء اتصال صحيح ، ابدأ الاختبار. لإنشاء مشروعين منفصلين لإنشاء الإشارات والحصول عليها، حدد الجهاز المناسب من مربع حوار مدير البدء لمولد ومحول رقمي. انقر فوق ابدأ لبدء العملية في علامة تبويب وضع الإدخال واختر وضع التسجيل.

حدد مسبقا الوضع الفردي القياسي ، مما يسمح بتعديل المعلمات ، مثل حجم mem. ثم اضبط معدل أخذ العينات المطلوب أسفل علامة تبويب الساعة. قم بتكوين وضع التشغيل ضمن علامة تبويب المشغل.

لبدء تسجيل لقطة واحدة ، انقر فوق زر السهم الأخضر المتحرك الأيمن. بمجرد الانتهاء من ذلك ، قم بإنهاء التسجيل باستخدام زر الإيقاف. استخدم خيار المولد السهل لبرنامج القياس لإنشاء وظائف إثارة بسيطة ، مثل موجات الإشارة أو النبضات المستطيلة.

بدلا من ذلك، انتقل إلى علامة التبويب الجديدة. اختر حسابات الإشارة واختر خيار مولد الوظيفة. حدد طول الإشارة وابدأ الإشارة.

لإجراء تحويل سريع على الإشارة ، حدد حسابات الإشارة ضمن قنوات الإدخال واختر FFT. اختر وظيفة نافذة مناسبة لحساب FFT. قبل بدء الاختبار ، وجه ليزر LDV إلى مصدر الاهتزاز.

أرسل إشارة واحسب FFT لفحص التكوين لضمان التشغيل السليم. في نافذة أخرى من برنامج القياس ، راقب الإشارة المستقبلة. مطابقة نتائج FFT في كلتا النافذتين قبل متابعة التجربة.

لبدء التجربة ، وجه ليزر LDV إلى نقطة الاستحواذ المطلوبة على عينة المواد الخارقة. كشف اختبار إرسال التقاط الملعب عن انخفاض إشارة داخل نطاق التردد ، مما يشير إلى فجوة نطاق التردد.