אפיון מטא-חומרים אלסטיים מפזרים המיוצרים על ידי ייצור תוספים

מטרת המחקר שלי היא לאפיין תכונות ויסקו-אלסטיות של פולימרים המיוצרים באופן פעיל ולבחון את ההשפעה על הדינמיקה של מטא-חומרים אלסטיים. אני מבקש להבין כיצד תכונות אלה עשויות להסיק שחיקת גלים בתדרים תפעוליים, אשר עשויים לכלול אפיון מדויק ושינויים פוטנציאליים. אפיון פולימרים דורש מומחיות במדעי החומרים, רדיולוגיה, מערכים מיוחדים והכשרה, אשר לעתים קרובות חסרים לחוקרים במטא-חומרים.

באופן דומה, ניתוח על-קולי של החלשת גלים ומטא-חומרים כרוך בטכניקות שאינן מוכרות למהנדסים כימיים. כתוצאה מכך, מיזוג שני תחומים אלה מציב אתגרים ניסיוניים משמעותיים. צמיגות בפולימרים היא תופעה מורכבת ויש נתונים מוגבלים עבור מודולי אחסון ואובדן בתדרים על-קוליים, במיוחד עבור פולימרים המיוצרים בתוספים.

המטרה היא לחבר תכונות חומר עם דינמיקה מונעת מבנה של מטא-חומרים, ובכך לאפשר תכנון חזק ואמין לתדרי עבודה ממוקדים. הפרוטוקול שלנו משלב בדיקות ייצור, כימיות, אולטראסוניות וכימיות עם אנליזה נומרית כדי לשפר את הבנתנו כיצד התכונות הלימודיות שלנו משפיעות על הדינמיקה של מטא-חומרים פולימריים. ידע זה ישפר את תכנון המטא-חומרים עבור יישומים בשעון אקוסטי, הנחיית גלים, קצירת אנרגיה ותחומים אחרים הדורשים בקרת גלים יעילה.

הפעילויות העתידיות שלנו יתמקדו בניתוח האופן שבו פרמטרים שונים של הדפסה בתלת-ממד משפיעים על התכונות הוויסקו-אלסטיות של החלקים הסופיים. כמו כן, חקר מנגנונים לשינוי תכונות אלה כדי להשפיע על ההתנהגות הדינמית של מטא-חומרים פולימריים. אנו שואפים ליצור מודלים מדויקים ויעילים יותר כדי לדמות התנהגות ויסקו-אלסטית בגיאומטריות מורכבות עבור יישומים אקוסטיים ועל-קוליים.

כדי להתחיל, לייצר דגימות בדיקה קובואידית בהתבסס על הממדים שסופקו בטבלה המוצגת כאן. הגדר את טווח טמפרטורות הבדיקה, הימנעות ולהישאר הרבה מתחת לחומרים, טמפרטורת התכה. בחרו קצב חימום בין מעלה אחת לשלוש מעלות צלזיוס לדקה.

לקבלת תוצאות מיטביות, בחר בערך הזן הנמוך ביותר. הגדר את הפרמטרים לטאטוא התדרים ולקצב החימום. לצורך כיול, השתמש בתצורת הבדיקה של Cantilever יחיד.

התחל את תהליך הכיול כדי להבטיח דיוק. עבור הידוק הדגימה, לשחרר את הברגים של מלחציים נייחים מתכווננים כאשר מצב הפארק מופעל. החלק את דוגמת הבדיקה דרך צד אחד והנח אותה על חוטי המלחציים.

לאחר מכן הדקו את מלחציים מתכווננים ואחריו מלחציים נייחים. כדי להתקין מחדש את התנור, הניחו אותו מעל תצורת הבדיקה והזינו את הטמפרטורה הראשונית באופן ידני. יש להמתין לפחות שלוש דקות לאחר ההגעה לטמפרטורה הרצויה.

עכשיו להתחיל את המדידות. לאחר השלמת המדידות וטמפרטורת התנור חוזרת לסביבה, הסר את התנור ואת הדגימה, ולאחר מכן יצא את הנתונים והסט את העקומות לטמפרטורת ייחוס באמצעות גורמי הזזה מתאימים לקבלת עקומת אב בטמפרטורת הייחוס. התחל על-ידי שימוש באשף הדגמים כדי ליצור מודל חדש.

בחר את ממד החלל התלת-ממדי והוסף את מחקר המכניקה המוצקה. לאחר מכן בחר את מחקר תחום התדרים לניתוח שידור. תחת הכרטיסיה הגדרות כלליות, הגדר פרמטרים רלוונטיים והקצה להם ערכים.

בעזרת הכלים הזמינים, צור את הגיאומטריה של מודל מטא-חומרי. כעת לחץ לחיצה ימנית על רכיבים כדי לגשת לכרטיסיית ההגדרות, ולאחר מכן בחר בדיקות ובחר בדיקת גבולות. הקצה גבול במודל לגשושית גבול זו שבה יש לחשב את אובדן השידור.

כדי להגדיר שכבה או PML בהתאמה מושלמת, לחצו לחיצה ימנית על לשונית ההגדרות והקצו מאפייני PML לגושים גיאומטריים המקיפים את הגיאומטריה המטא-חומרית. החל תנאי גבול מחזוריים בפנים מאונכים לכיוון המחזוריות והפעל את תכונת הרציפות. לאחר מכן לחץ לחיצה ימנית על הכרטיסייה חומרים והוסף חומרים מהספרייה כדי להקצות תכונות חומר לגיאומטריה.

תחת הכרטיסייה רכיב, לחץ לחיצה ימנית על הכרטיסייה חומרים אלסטיים ליניאריים ובחר את מודל החומר צמיגות. הזן את טנזור הסטייה המתקבל מהחישוב, בהתבסס על תוצאות DMA. לאחר מכן, לחץ לחיצה ימנית על כרטיסיית העקירה שנקבעה ובחר חלק מהמודל כדי להתרגש באופן דינמי מחלון הגרפיקה.

הקצה את המשרעת של תזוזה מחוץ למישור במיקום הצפוי של רכיב piezo. לאחר מכן צור רשת מתאימה למודל המנותח. כעת בחר פונקציית shift מתאימה מהתפריט הנפתח.

בחר ללא אם השפעות הטמפרטורה כבר נלקחות בחשבון בתוצאות DMA לשימוש. בחר מודל ויסקו-אלסטי מתאים והזן את הערכים עבור טנזור הסוטה בהתבסס על חישובים. מספריית הלימוד, בחר באפשרות הוסף מחקר, בחר תחום תדרים והזן את טווח תדרי היעד.

לאחר מכן לחץ על לחצן המחשוב כדי לחשב את המחקר. כעת, לחץ לחיצה ימנית על הכרטיסייה תוצאות ובחר את פונקציית קבוצת העלילה 1D. לחץ לחיצה ימנית על קבוצת העלילה 1D שנוצרה ובחר גלובלי מבין האפשרויות.

בכרטיסיה נתוני ציר Y בחלון ההגדרות, הזן את הביטוי המתמטי לאובדן שידור והתווה את הנתונים. תוצאות מספריות לחישובי שידור הראו ירידה ברמת השידור העולה על 20 דציבלים, המייצגים פער פס תדרים שנצפה בתחום התדרים. כדי להתחיל, בחר מקור עירור מתאים בהתבסס על תחזיות מספריות עבור טווח תדרים תפעולי.

החל סרט רפלקטיבי על דגימת הבדיקה בנקודת קליטת האות המיועדת כדי לשפר את זיהוי אות הלייזר. התאם את המיקום והזווית של לייזר LDV כדי לכוון אותו לעבר הסרט המחזיר. חבר מחשב למחולל אותות, ואחריו מגבר המחובר לפיזו ליצירת מעגל חשמלי.

לאחר שנוצר חיבור תקין, התחל את הבדיקה. כדי ליצור שני פרויקטים נפרדים ליצירה ורכישה של אותות, בחר את החומרה המתאימה מתיבת הדו-שיח של מנהל ההתחלה עבור גנרטור ו- digitizer. לחץ על התחל כדי להתחיל את התהליך בכרטיסיה מצב קלט ובחר מצב הקלטה.

בחר מראש את המצב היחיד הסטנדרטי, המאפשר התאמה של פרמטרים, כמו גודל mem. לאחר מכן הגדר את קצב הדגימה הרצוי תחת כרטיסיית השעון. הגדר את מצב ההפעלה תחת הכרטיסיה גורם מפעיל.

כדי להתחיל הקלטת צילום בודד, לחץ על לחצן החץ הירוק הנע ימינה. לאחר שתסיים, סיים את ההקלטה באמצעות כפתור העצירה. השתמש באפשרות המחולל הקל של תוכנת המדידה כדי ליצור פונקציות עירור פשוטות, כמו גלי סימנים או פולסים מלבניים.

לחלופין, נווט אל הכרטיסיה החדשה. בחר חישובי אותות ובחר באפשרות מחולל הפונקציות. הגדר את אורך האות והפעל את האות.

כדי לבצע התמרת furier מהירה על האות, בחר חישובי אות תחת ערוצי קלט ובחר FFT. בחר פונקציית חלון מתאימה לחישוב FFT. לפני תחילת הבדיקה, כוון את לייזר LDV למקור הרטט.

שלח אות וחשב FFT כדי לבדוק את התצורה כדי להבטיח פעולה תקינה. בחלון אחר של תוכנת המדידה, התבונן באות שהתקבל. התאם תוצאות FFT בשני החלונות לפני שתמשיך בניסוי.

כדי להתחיל את הניסוי, כוון את לייזר LDV לנקודת הרכישה הרצויה על דגימת המטא-חומר. בדיקת שידור תפיסת המגרש חשפה ירידת אות בטווח התדרים, המציינת את פער רצועת התדרים.