Name: Eksperymenty nad smarowaniem ultradźwiękowym przy użyciu trybometru wspomaganego piezoelektrycznie i profilometru optycznego (Wideo) | JoVE Journal
Uploaded: 2015-09-28T14:00:00.000+00:00
Duration: 9 min 21 s
Description: Poznaj metodę smarowania ultradźwiękowego w tribologii przy użyciu trybometru wspomaganego piezoelektrycznie i profilometru optycznego. Badanie wykazuje redukcję tarcia do 62% i zużycia do 49%.

ai_agent_IP

ai_agent

maintenance

instantTrialDurationMinutes

isBiopharma

enableNewMyJoveSectionDesign

educationFeatures

seoMetaApi

ai_copilot_institution_blacklist

ai_chat_institution_blacklist

freeAccessWindow

ssoRoleCapture

scheduledMaintenanceBanner

joveLabsFeatures

disable_autoplay_for_bots

extended_trial_duration

5 minutes

Autorzy chcieliby podziękować Timowi Krantzowi z NASA, Glennowi i Duane'owi Detwilerowi z działu badań i rozwoju Hondy za ich wsparcie techniczne i wkład rzeczowy. Wsparcia finansowego dla tych badań udzieliły organizacje członkowskie Smart Vehicle Concepts Center (www.SmartVehicleCenter.org), National Science Foundation Industry/University Cooperative Research Center (I/UCRC). S.D. jest wspierany przez stypendium Smart Vehicle Concepts Graduate Fellowship oraz stypendium uniwersyteckie z The Ohio State University Graduate School.

1. Rozwój zmodyfikowanego trybometru
<ol>
	<li>Zainstaluj podsystem uchwyt-silnik.
	<ol>
		<li>Tabela izolacji drgań poziomu. Umieść silnik prądu stałego na stole; Wypoziomuj silnik za pomocą podkładek regulacyjnych i przymocuj go za pomocą rozpórek i. Umieść ramę nośną wokół silnika.</li>
		<li>Podłącz wał wielowypustowy do wału silnika za pomocą klucza. Umieść płytę nośną na ramie z wałem wielowypustowym przechodzącym przez otwór w płycie. Ustawić łożysko igiełkowe wzdłużne na płycie nośnej i wokół wału wielowypustowego. Nasmaruj łożysko płynami chłodząco-smarującymi.</li>
		<li>Podłącz wał wielowypustowy do uchwytu przez płytę adaptera, która ma z jednej strony sprzęgło wału wielowypustowego, a po drugiej stronie układ uchwytu. W tym momencie uchwyt jest podtrzymywany przez ramę przez łożysko oporowe i połączony z silnikiem przez płytę adaptera.</li>
	</ol>
	</li>
	<li>Zainstaluj zespół gymbal.
	<ol>
		<li>Zbuduj ramę nośną za pomocą rozpórek ceownika w kształcie litery U, wsporników i. Użyj czterech długich rozpórek jako filarów i użyj trzech krótszych jako belek poprzecznych.</li>
		<li>Przymocuj cztery filary do stołu wibroizolacyjnego za pomocą wsporników i. Połącz zespół gymbal ze środkową belką poprzeczną za pomocą i nakrętek.</li>
		<li>Zainstaluj poziomo zorientowany czujnik wagowy w zespole gymbal; sztywno połącz jedną stronę ogniwa obciążnikowego z ramą zespołu gymbal, jednocześnie łącząc drugą stronę z ramieniem gymbal za pomocą drutu.</li>
	</ol>
	</li>
	<li>Zmontuj siłownik piezoelektryczny.
	<ol>
		<li>Włóż 3 cale długiego, w pełni gwintowanego pręta przez otwór stosu piezoelektrycznego; umieść jedną podkładkę i jedną nakrętkę na każdym końcu stosu; pozostaw około 1/8 cala gwintu wystającego z końca jednej nakrętki.</li>
		<li>Dokręć nakrętki na obu końcach, aby utworzyć napięcie wstępne w stosie. Połącz długie, odsłonięte gwinty z ramieniem gimnastycznym za pomocą nakrętek i podkładek. Nakręć nakrętkę żołędziową na drugi koniec siłownika piezologicznego i włóż tarczę do uchwytu (ta nakrętka żołędziowa i tarcza są używane do celów konfiguracyjnych, a nie do testowania).</li>
		<li>Dostosuj wysokość zespołu gymbal tak, aby nakrętka żołędziowa stykała się z górną częścią dysku, a ramię gymbal było wypoziomowane.</li>
		<li>Dostosuj położenie zespołu gimnastycznego tak, aby punkt styku między nakrętką żołędziową a tarczą znajdował się około 25 mm od środka obrotu tarczy. Dokręć wszystkie w ustawieniu, aby zapewnić stabilność.</li>
	</ol>
	</li>
	<li>Skonfiguruj podsystemy generowania sygnału, wzmacniania sygnału i akwizycji danych.
	<ol>
		<li>Podłącz system akwizycji danych do komputera laboratoryjnego. Podłącz wyjście generatora sygnału do wejścia wzmacniacza elektrycznego. Połącz wyjście wzmacniacza z przewodami wejściowymi stosu piezoelektrycznego. Podłącz amplifier monitory do systemu akwizycji danych.</li>
		<li>Podłącz ogniwo obciążnikowe do kondycjonera sygnału, a następnie podłącz wyjście kondycjonera sygnału do systemu akwizycji danych.</li>
	</ol>
	</li>
	<li>Dodatkowa konfiguracja.
	<ol>
		<li>Podłącz wąż powietrzny do powietrza w sklepie. Przymocuj koniec węża do ramy tak, aby jego wylot był skierowany na siłownik piezoelektryczny. Przyklej końcówkę termopary do siłownika piezo. Podłącz przewody termopary do czytnika; Zawieś czytnik na ramie.</li>
	</ol>
	</li>
</ol>
2. Przygotowanie do testu
<ol>
	<li>Skalibruj prędkość obrotową silnika.
	<ol>
		<li>Przymocuj magnes do krawędzi uchwytu. Umieść sondę Halla blisko uchwytu. Podłącz wyjście sondy Halla do gaussmetru, który jest podłączony do systemu akwizycji danych.</li>
		<li>Otwórz oprogramowanie do akwizycji danych i rozpocznij akwizycję danych. Włącz silnik; Przekręć pokrętło prędkości sterownika silnika na 10 (najniższa prędkość obrotowa zapewniana przez silnik). Po obróceniu się silnika o 10 obrotów wyłącz silnik. Zakończ pobieranie danych.</li>
		<li>Przeanalizuj zapisane dane; czas pomiędzy dwoma szczytami sygnału wyjściowego z gaussmetru to czas na obrócenie silnika o jeden pełny obrót.</li>
		<li>Obróć pokrętło od 10 do 100 (najwyższa prędkość obrotowa zapewniana przez silnik) w krokach co 10; powtórz kroki od 2.1.2 do 2.1.3.</li>
	</ol>
	</li>
	<li>Umieść podkładkę czujnika obciążenia między nakrętką żołędziową a tarczą, aby zmierzyć normalną siłę na interfejsie. Dokładnie obrobić powierzchnię tarcz testowych za pomocą tokarki.</li>
	<li>Oczyść nakrętkę żołędziową i tarczę, które mają być testowane bezpośrednio przed testem.
	<ol>
		<li>Załóż plastikowe rękawiczki i maskę na twarz. Przygotuj kawałki chusteczek laboratoryjnych; Złóż je w kwadraty o średnicy 1 cala. Rozpyl etanol na kwadraty tkanki; Delikatnie przetrzyj nimi powierzchnię nakrętki żołędziowej i krążka.</li>
	</ol>
	</li>
	<li>Zamontuj czystą nakrętkę żołędziową i dysk.
	<ol>
		<li>Nakręcić nakrętkę żołędziową na siłownik piezoelektryczny, dokręcić ją kluczem płaskim. Włóż dysk do uchwytu; Dostosuj pozycję, aby upewnić się, że końcówka nakrętki żołędziowej styka się z powierzchnią tarczy.</li>
		<li>Wyrównaj górną powierzchnię dysku i ramię gimnastyczne. Dokręć uchwyt tak, aby tarcza była mocno trzymana.</li>
	</ol>
	</li>
	<li>Zmierz bicie obrotu tarczy.
	<ol>
		<li>Zainstaluj laserowy czujnik przemieszczenia w oprawie i umieść urządzenie obok trybometru. Dostosuj wysokość i kąt czujnika tak, aby tarcza znajdowała się w zasięgu czujnika, a wiązka laserowa była normalna do tarczy.</li>
		<li>Podłącz wyjście czujnika do systemu akwizycji danych. Rozpocznij pobieranie danych. Włącz silnik i obróć tarczę o 10 obrotów; Wyłącz silnik. Zakończ pobieranie danych.</li>
	</ol>
	</li>
</ol>
3. Wykonaj testowanie
<ol>
	<li>Testy z wibracjami ultradźwiękowymi.
	<ol>
		<li>Zawieś ciężar 2 N na jednym haku, który łączy się z ramieniem gimnastycznym za pomocą drutu i dwóch kół pasowych. Ciężarek służy do przyłożenia normalnego obciążenia między nakrętką żołędziową a tarczą.</li>
		<li>Zawieś kolejny ciężar 2 N na drugim haku, który łączy się z ramieniem gimnastycznym, aby zapewnić poziome naprężenie wstępne ogniwa obciążnikowego.</li>
		<li>Ustaw generator sygnału tak, aby dostarczał ciągły sygnał sinusoidalny z przesunięciem DC 3 V, amplitudą 3 V i częstotliwością 22 kHz (częstotliwość rezonansowa piezosiłownika). Należy pamiętać, że przesunięcie 3 V służy do zapobiegania naprężeniom w siłowniku piezoelektrycznym.</li>
		<li>Rozpocznij akwizycję danych (zmniejszona siła tarcia). Włącz amplifier i przekręć pokrętło gain na 15, co odpowiada rzeczywistemu wzmocnieniu 4,67 (liczby na pokrętle gain są dowolne).</li>
		<li>Włącz silnik; ustaw prędkość obrotową na 6,67 obr./min, aby zapewnić prędkość liniową 20,3 mm/s. Uruchom test na 4 godziny.</li>
		<li>Wyłącz silnik i amplifier, a następnie zatrzymaj pobieranie danych. Zdejmij testowaną nakrętkę żołędziową i krążek z zestawu; Powtórz kroki od 2.3 do 2.5, aby zainstalować nową nakrętkę żołędziową i dysk.</li>
		<li>Powtórz kroki od 3.1.1 do 3.1.6. W kroku 3.1.5 ustaw prędkość obrotową na 13,3 obr./min i 28,7 obr./min, aby zapewnić prędkości liniowe odpowiednio 40,6 mm/s i 87 mm/s; Uruchom testy odpowiednio przez 2 i 0,94 godziny.</li>
	</ol>
	</li>
	<li>Testy bez wibracji ultradźwiękowych.
	<ol>
		<li>Powtórz krok 3.1.6, aby wymienić nakrętki i krążki żołędziowe. Powtórz kroki od 3.1.1 do 3.1.6 przy wyłączonym generatorze sygnału i wzmacniaczu sygnału (mierzone tarcie to tarcie wewnętrzne).</li>
	</ol>
	</li>
</ol>
4. Pomiary profilometru optycznego
<ol>
	<li>Przygotowanie do pomiaru
	<ol>
		<li>Wyczyść dyski bezpośrednio przed pomiarami, wykonując krok 2.3. Wykonaj osiem równomiernie rozmieszczonych znaków wokół krawędzi dysku. Otwórz oprogramowanie profilometru.</li>
		<li>Podnieś soczewkę tak, aby był wystarczający odstęp między soczewką a sample platforma. Wypoziomuj platformę próbki. Umieść kawałek chusteczki laboratoryjnej na platformie.</li>
		<li>Delikatnie umieścić próbkę na wierzchu tkanki tak, aby jeden z ośmiu znaków był skierowany do przodu profilometru.</li>
	</ol>
	</li>
	<li>Ustawienia pomiaru.
	<ol>
		<li>Wybierz VSI (Interferometria ze skanowaniem pionowym) jako typ przetwarzania. Wybierz obiektyw 5X, aby uzyskać duże pole widzenia i ogólny kształt. Wybierz powiększenie 0,55x, aby uzyskać obszar skanowania 1,8 mm na 2,4 mm.</li>
		<li>Wybierz prędkość skanowania 1X. Ustaw zakres skanowania od -100 m do 100 m. Przesuń obiektyw w dół w kierunku próbki, aż na ekranie pojawi się rozmazany obraz. Dostosuj wysokość obiektywu, aż obraz będzie wyraźny.</li>
		<li>Wybierz 2 jako liczbę skanów do uśrednienia dla każdego pomiaru. Kliknij przycisk pomiaru.</li>
	</ol>
	</li>
	<li>Procedury popomiarowe.
	<ol>
		<li>Użyj receptury wizyjnej zdefiniowanej w oprogramowaniu, aby skorygować surowy obraz pod kątem nachylenia całej próbki. Otwórz przybornik analizy w oprogramowaniu.</li>
		<li>Uzyskaj zmierzone wartości chropowatości z pozycji "Podstawowe statystyki". Uzyskaj zmierzoną utratę objętości blizny po zużyciu w obszarze skanowania z pozycji "Objętość".</li>
		<li>Zapisz obrazy profili 1D w kierunkach x i y, profil 2D, profil 3D, a także tabelę wartości chropowatości. Obróć sample zgodnie z ruchem wskazówek zegara, aż następny znak będzie skierowany w stronę przodu profilometru.</li>
	</ol>
	</li>
	<li>Powtórz kroki od 4.2 do 4.3 dla pozostałych 7 znaków.</li>
	<li>Powtórz kroki od 4.1 do 4.4 na wszystkich sześciu płytach.</li>
</ol>

<ol><li>Bhushan, B. <a target="_blank" href="http://scholar.google.com/scholar?hl=en&safe=off&q=author%3aBhushan%2C+B+%22Introduction+to+tribology%22">Introduction to tribology</a>. , John Wiley & Sons. New York. (2002).</li>
<li>Severdenko, V., Klubovich, V., Stepanenko, A. <a target="_blank" href="http://scholar.google.com/scholar?hl=en&safe=off&q=author%3aSeverdenko%2C+V+%22Ultrasonic+rolling+and+drawing+of+metals%22">Ultrasonic rolling and drawing of metals</a>. , Consultants Bureau. New York and London. (1972).</li>
<li>Taylor, R., Coy, R. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Improved+fuel+efficiency+by+lubricant+design%3A+a+review%5BTitle%5D)+AND+%22Proc.+Instit.+Mech.+Eng.%2C+Part+J%3A+J+Eng.+Tribol%22%5BJournal%5D)">Improved fuel efficiency by lubricant design: a review.</a> Proc. Instit. Mech. Eng., Part J: J Eng. Tribol. 214 (1), 1-15 (2000).</li>
<li>Littmann, W., Storck, H., Wallaschek, J. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Sliding+friction+in+the+presence+of+ultrasonic+oscillations%3A+superposition+of+longitudinal+oscillations%5BTitle%5D)+AND+%22Arch.+Appl.+Mech%22%5BJournal%5D)">Sliding friction in the presence of ultrasonic oscillations: superposition of longitudinal oscillations.</a> Arch. Appl. Mech. 71 (8), 549-554 (2001).</li>
<li>Littmann, W., Storck, H., Wallaschek, J. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Reduction+in+friction+using+piezoelectrically+excited+ultrasonic+vibrations%5BTitle%5D)+AND+%22Proc.+SPIE%22%5BJournal%5D)">Reduction in friction using piezoelectrically excited ultrasonic vibrations.</a> Proc. SPIE. 4331, (2001).</li>
<li>Bharadwaj, S., Dapino, M. J. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Friction+control+in+automotive+seat+belt+systems+by+piezoelectrically+generated+ultrasonic+vibrations%5BTitle%5D)+AND+%22Proc.+SPIE%22%5BJournal%5D)">Friction control in automotive seat belt systems by piezoelectrically generated ultrasonic vibrations.</a> Proc. SPIE. 7645, 7645E(2010).</li>
<li>Bharadwaj, S., Dapino, M. J. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Effect+of+load+on+active+friction+control+using+ultrasonic+vibrations%5BTitle%5D)+AND+%22Proc.+SPIE%22%5BJournal%5D)">Effect of load on active friction control using ultrasonic vibrations.</a> Proc. SPIE. 7290, 7290G(2010).</li>
<li>Kumar, V., Hutchings, I. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Reduction+of+the+sliding+friction+of+metals+by+the+application+of+longitudinal+or+transverse+ultrasonic+vibration%5BTitle%5D)+AND+%22Tribol.+Int%22%5BJournal%5D)">Reduction of the sliding friction of metals by the application of longitudinal or transverse ultrasonic vibration.</a> Tribol. Int. 37 (10), 833-840 (2004).</li>
<li>Pohlman, R., Lehfeldt, E. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Influence+of+ultrasonic+vibration+on+metallic+friction%5BTitle%5D)+AND+%22Ultrasonics%22%5BJournal%5D)">Influence of ultrasonic vibration on metallic friction.</a> Ultrasonics. 4 (4), 178-185 (1966).</li>
<li>Popov, V., Starcevic, J., Filippov, A. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Influence+of+Ultrasonic+In-Plane+Oscillations+on+Static+and+Sliding+Friction+and+Intrinsic+Length+Scale+of+Dry+Friction+Processes%5BTitle%5D)+AND+%22Tribol.+Lett%22%5BJournal%5D)">Influence of Ultrasonic In-Plane Oscillations on Static and Sliding Friction and Intrinsic Length Scale of Dry Friction Processes.</a> Tribol. Lett. 39 (1), 25-30 (2010).</li>
<li>Dong, S., Dapino, M. J. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Piezoelectrically-induced+ultrasonic+lubrication+by+way+of+Poisson+effect%5BTitle%5D)+AND+%22Proc.+SPIE%22%5BJournal%5D)">Piezoelectrically-induced ultrasonic lubrication by way of Poisson effect.</a> Proc. SPIE. 8343, 83430L(2012).</li>
<li>Dong, S., Dapino, M. J. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Elastic-plastic+cube+model+for+ultrasonic+friction+reduction+via+Poisson+effect%5BTitle%5D)+AND+%22Ultrasonics%22%5BJournal%5D)">Elastic-plastic cube model for ultrasonic friction reduction via Poisson effect.</a> Ultrasonics. 54 (1), 343-350 (2014).</li>
<li>Dong, S., Dapino, M. J. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Wear+Reduction+Through+Piezoelectrically-Assisted+Ultrasonic+Lubrication%5BTitle%5D)+AND+%22Smart.+Mater.+Struct%22%5BJournal%5D)">Wear Reduction Through Piezoelectrically-Assisted Ultrasonic Lubrication.</a> Smart. Mater. Struct. 23 (10), 104005(2014).</li>
<li>Chowdhury, M., Helali, M. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((The+effect+of+frequency+of+vibration+and+humidity+on+the+wear+rate%5BTitle%5D)+AND+%22Wear%22%5BJournal%5D)">The effect of frequency of vibration and humidity on the wear rate.</a> Wear. 262 (1-2), 198-203 (2014).</li>
<li>Bryant, M., Tewari, A., York, D. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Effect+of+Micro+%28rocking%29+vibrations+and+surface+waviness+on+wear+and+wear+debris%5BTitle%5D)+AND+%22Wear%22%5BJournal%5D)">Effect of Micro (rocking) vibrations and surface waviness on wear and wear debris.</a> Wear. 216 (1), 60-69 (1998).</li>
<li>Bryant, M., York, D. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Measurements+and+correlations+of+slider+vibrations+and+wear%5BTitle%5D)+AND+%22J.+Tribol%22%5BJournal%5D)">Measurements and correlations of slider vibrations and wear.</a> J. Tribol. 122 (1), 374-380 (2000).</li>
<li>Goto, H., Ashida, M., Terauchi, Y. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Effect+of+ultrasonic+vibration+on+the+wear+characteristics+of+a+carbon+steel%3A+analysis+of+the+wear+mechanism%5BTitle%5D)+AND+%22Wear%22%5BJournal%5D)">Effect of ultrasonic vibration on the wear characteristics of a carbon steel: analysis of the wear mechanism.</a> Wear. 94, 13-27 (1984).</li>
<li>Goto, H., Ashida, M., Terauchi, Y. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Wear+behaviour+of+a+carbon+steel+subjected+to+an+ultrasonic+vibration+effect+superimposed+on+a+static+contact+load%5BTitle%5D)+AND+%22Wear%22%5BJournal%5D)">Wear behaviour of a carbon steel subjected to an ultrasonic vibration effect superimposed on a static contact load.</a> Wear. 110 (2), 169-181 (1986).</li>
<li>Robinowicz, E. <a target="_blank" href="http://scholar.google.com/scholar?hl=en&safe=off&q=author%3aRobinowicz%2C+E+%22The+friction+and+wear+of+materials%22">The friction and wear of materials</a>. , Wiley. New Jersey. (1965).</li>
<li>Bowden, F., Freitag, E. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((The+friction+of+solids+at+very+high+speeds%5BTitle%5D)+AND+%22Proc.+R.+Soc.+A%22%5BJournal%5D)">The friction of solids at very high speeds.</a> Proc. R. Soc. A. 248 (1254), 350-367 (1985).</li>
<li>Burwell, J., Rabinowicz, E. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((The+nature+of+the+coefficient+of+friction%5BTitle%5D)+AND+%22J.+Appl.+Phys%22%5BJournal%5D)">The nature of the coefficient of friction.</a> J. Appl. Phys. 24 (2), 136-139 (1953).</li>
<li>Cocks, M. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Interaction+of+sliding+metal+surfaces%5BTitle%5D)+AND+%22J.+Appl.+Phys%22%5BJournal%5D)">Interaction of sliding metal surfaces.</a> J. Appl. Phys. 33 (7), 2152-2161 (1962).</li>
<li>Rusinko, A. <a target="_blank" href="http://scholar.google.com/scholar?hl=en&safe=off&q=author%3aRusinko%2C+A+%22Ultrasound+and+Irrecoverable+Deformation+in+Metals%22">Ultrasound and Irrecoverable Deformation in Metals</a>. , LAP Lambert Academic Publishing. Saarbrücken. (2012).</li>
</ol>

Autorzy nie mają nic do ujawnienia.

Eksperymenty przeprowadzono przy użyciu tego protokołu w celu zbadania wpływu prędkości liniowej na tarcie ultradźwiękowe i redukcję zużycia. Pomiary pokazują, że drgania ultradźwiękowe skutecznie zmniejszają tarcie i zużycie przy trzech prędkościach liniowych. Zgodnie z wcześniejszymi obserwacjami, stopień redukcji tarcia zmniejsza się z 62,2% przy 20,3 mm/s do 29,3% przy 87 mm/s. Redukcja zużycia jest znikoma przy zmianie prędkości liniowej (od 45,8% do 48,6%).
Właściwości materiału, takie j...

Tarcie występuje na styku dwóch stykających się powierzchni, gdy ślizgają się lub toczą względem siebie. Tarcie zwykle występuje wraz ze zużyciem ściernym lub adhezyjnym. 1 Ultradźwięki to nauka zajmująca się zjawiskami o wysokiej częstotliwości, czyli falami rozchodzącymi się z częstotliwościami powyżej zakresu akustycznego (20 kHz). Dziedzina ultradźwięków obejmuje dwa zasadniczo różne reżimy. Jeden reżim obejmuje fale o niskiej intensywności, takie jak te wykorzystywane w procesach obrazowania, takich jak ultradźwięki medyczne lub nieniszcząca inspekcja konstrukcji. Drugi to reżim dużej mocy, w którym fale o wysokiej energii są wykorzystywane do wykonywania lub wspomagania procesów inżynieryjnych, takich jak spawanie tworzyw sztucznych i metali. Wykazano, że zastosowanie tego ostatniego rodzaju drgań ultradźwiękowych na styku dwóch powierzchni w styku ślizgowym zmniejsza efektywną siłę tarcia na styku. Zjawisko to jest znane jako smarowanie ultradźwiękowe.
Aby uzyskać smarowanie ultradźwiękowe między dwoma przesuwającymi się obiektami, muszą być między nimi ustalone względne wibracje o częstotliwościach ultradźwiękowych. Drgania są zwykle przykładane do jednego z dwóch obiektów, w kierunku wzdłużnym, poprzecznym lub prostopadłym w stosunku do prędkości ślizgu. W tym badaniu trzpień trybometru jest wyposażony w siłownik piezoelektryczny, dzięki czemu jego końcówka wibruje w kierunku prostopadłym do obracającej się tarczy tribometru. Materiały piezoelektryczne to klasa "inteligentnych" materiałów, które odkształcają się pod wpływem pól elektrycznych, wibrując z tą samą częstotliwością co pole wzbudzenia. Materiały piezoelektryczne mogą wibrować z częstotliwościami mieszczącymi się w zakresie MHz. Nakładając się na prędkość makroskopową, drgania ultradźwiękowe powodują zmianę kierunku chwilowej siły tarcia i kontaktu między powierzchniami, co w połączeniu prowadzi do zmniejszenia efektywnej siły tarcia i zużycia powierzchni.
Ultradźwiękowa redukcja tarcia została zademonstrowana w praktycznych systemach produkcyjnych. Na przykład technologia ta została wykorzystana do zmniejszenia siły między narzędziem a obrabianym przedmiotem w procesach obróbki i formowania metali, takich jak wiercenie, prasowanie, walcowanie blach i ciągnienie drutu. Korzyści obejmują lepsze wykończenie powierzchni2 oraz zmniejszone zapotrzebowanie na drogie i szkodliwe dla środowiska detergenty do usuwania smarów z produktu końcowego. Istnieją również potencjalne zastosowania smarowania ultradźwiękowego w innych obszarach. Na przykład smarowanie ultradźwiękowe może znacznie poprawić wrażenia użytkownika w produktach do higieny osobistej, eliminując potrzebę stosowania smarów lub powłok. W zastosowaniach samochodowych modulacja tarcia może poprawić wydajność przegubów kulowych, podczas gdy redukcja tarcia między siedzeniami pojazdu a szynami ułatwia ruch siedzenia, oszczędzając przestrzeń i masę, które w przeciwnym razie byłyby zajmowane przez tradycyjne komponenty i mechanizmy. Smarowanie ultradźwiękowe może również przyczynić się do poprawy efektywności paliwowej poprzez zmniejszenie tarcia w układzie napędowym i zawieszeniu. 3 W zastosowaniach kosmicznych, w których nie można stosować tradycyjnych smarów, smarowanie ultradźwiękowe może być stosowane w celu zmniejszenia zużycia i znacznego wydłużenia żywotności krytycznych komponentów.
Laboratoryjne demonstracje redukcji tarcia za pomocą smarowania ultradźwiękowego są liczne. Redukcja tarcia jest określana ilościowo jako różnica między siłą tarcia mierzoną bez smarowania ultradźwiękowego a siłą tarcia przy zastosowanych drganiach ultradźwiękowych. W obu przypadkach siła tarcia jest mierzona bezpośrednio za pomocą czujników siły. Littmann i wsp. 4-5 połączyli siłownik napędzany piezoelektrycznie z suwakiem, na którym zainstalowano czujnik siły i ramę do pomiaru sił tarcia i przykładania normalnych obciążeń. Zastosowano siłownik pneumatyczny do przesuwania suwaka wraz z siłownikiem po szynie prowadzącej. Drgania ultradźwiękowe zastosowano w kierunku podłużnym do prędkości poślizgu. Bharadwaj i Dapino6-7 przeprowadzili podobne eksperymenty przy użyciu piezoelektrycznego siłownika kominowego podłączonego do stożkowego falowodu na obu końcach stosu. Kontakty odbywały się między sferycznymi krawędziami stożków a powierzchnią szyny prowadzącej. Zbadano wpływ parametrów systemu, takich jak sztywność styku, obciążenie normalne i sztywność globalna. Kumar i Hutchings8 zainstalowali szpilkę na sonotrodzie, która była zasilana przez przetwornik ultradźwiękowy. Generowane były drgania ultradźwiękowe, które przenoszono na sworzeń, który stykał się z powierzchnią ze stali narzędziowej. Normalna siła była przykładana przez siłownik pneumatyczny i mierzona przez ogniwo obciążnikowe. Ruch względny między sworzniem a tarczą został wytworzony przez stół posuwisto-zwrotny.
Pohlman i Lehfeldt9 również przeprowadzili eksperyment z przypinką na dysku. W przeciwieństwie do innych badań, wykorzystali przetwornik magnetostrykcyjny do generowania drgań ultradźwiękowych. Aby zbadać optymalny kierunek redukcji tarcia ultradźwiękowego, przetwornik został starannie ustawiony tak, aby kierunek drgań był wzdłużny, poprzeczny i pionowy do prędkości makroskopowej. Badali oni ultradźwiękową redukcję tarcia zarówno na suchych, jak i smarowanych powierzchniach. Popov i wsp.10 wykorzystali siłownik ze stożkowymi falowodami. Siłownik został umieszczony w kontakcie z obracającą się płytą podstawy. Stożki wykonane z dziewięciu materiałów o różnej twardości zostały przyjęte do badania wpływu twardości materiału na redukcję tarcia ultradźwiękowego. Dong i Dapino11-13 wykorzystali przetwornik piezoelektryczny do generowania i przesyłania drgań ultradźwiękowych do pryzmatycznego falowodu o zaokrąglonych krawędziach. Drgania wzdłużne powodują drgania pionowe z powodu efektu Poissona. Suwak z zakrzywionym wierzchołkiem został umieszczony pod falowodem i stykał się z nim. Zbudowano ramę, aby przyłożyć siły normalne na styku. Suwak został przeciągnięty ręcznie wokół środkowego obszaru falowodu; Siła tarcia była mierzona przez ogniwo obciążnikowe, które było połączone z suwakiem.
Redukcja zużycia wywołana ultradźwiękami została również zbadana i zademonstrowana. Utrata objętości, utrata masy i zmiany chropowatości powierzchni są wykorzystywane do ilościowego określenia stopnia zużycia. Chowdhury i Helali14 wprawiali w wibracje obracający się dysk w układzie kołek na dysku. Drgania były generowane przez konstrukcję nośną składającą się z dwóch równoległych płyt umieszczonych pod obracającą się tarczą. Górna płyta ma kulistą kulkę zainstalowaną poza środkiem na dolnej powierzchni, która wsuwa się w szczelinę, która została wygrawerowana na górnej powierzchni dolnej płyty. Rowek został obrobiony z okresowo zmienną głębokością, dzięki czemu górna płyta porusza się pionowo podczas obrotu. Częstotliwości wahały się w granicach 100 Hz w zależności od prędkości obrotowej.
Bryant i York15-16 badali wpływ mikrowibracji na redukcję zużycia. Umieścili oni cylinder węglowy przez uchwyt, którego jeden koniec spoczywał na obracającym się stalowym krążku, a drugi koniec był połączony ze sprężyną śrubową. W jednym przypadku cylinder był dobrze dopasowany do uchwytu, dzięki czemu nie było miejsca na wibracje. W innych przypadkach pozostawiono luzy, aby umożliwić mikrodrgania cylindra, gdy cylinder stykał się z obracającą się tarczą. Ubytek masy cylindra został zmierzony w celu obliczenia wskaźnika zużycia. Wykazano, że samodzielnie generowane mikrowibracje pomogły zmniejszyć zużycie nawet o 50%.
Goto i Ashida17-18 również przyjęły eksperyment z przypinką na dysku. Połączyli próbki pinów z przetwornikiem za pomocą stożkowego stożka i tuby. Kołek wibrował w kierunku prostopadłym do powierzchni tarczy. Masa została podłączona do przetwornika na jego górze w celu przyłożenia normalnych obciążeń. Siły tarcia zostały przeniesione z momentu obrotowego, który został przyłożony do obrócenia tarczy. Zużycie zostało zidentyfikowane jako adhezyjne, ponieważ zarówno sworzeń, jak i tarcza były wykonane ze stali węglowej. Wskaźniki zużycia obliczono na podstawie pomiarów utraty objętości.
Wykazano, że prędkość liniowa odgrywa ważną rolę w smarowaniu ultradźwiękowym. Eksperymentalny komponent tych badań koncentruje się na zależności tarcia i redukcji zużycia od prędkości liniowej.

<table><tbody><tr><td>Silnik prądu stałego&nbsp;</td><td>Minarik&nbsp;</td><td>SL14</td><td></td></tr><tr><td>Wzmacniacz elektryczny</td><td>AE Techron</td><td>LVC5050</td><td></td></tr><tr><td>Kondycjoner sygnału&nbsp;</td><td>Vishay Measurements Group</td><td>2310</td><td></td></tr><tr><td>Generator sygnału</td><td>Agilent&nbsp;</td><td>33120A</td><td></td></tr><tr><td>Stos piezoelektryczny</td><td>EDO corporation</td><td>EP200-62</td><td></td></tr><tr><td>Techniki przetworników</td><td>ogniw obciążnikowych</td><td>MLP-50</td><td></td></tr><tr><td>Podkładka czujnika obciążenia</td><td>FlexiForce</td><td>A201</td><td></td></tr><tr><td>Miernik laserowy</td><td>Keyence corporation&nbsp;</td><td>LK-G32</td><td></td></tr><tr><td>Sonda Halla i gausmetr</td><td>Walker Scientific, Inc.</td><td>MG-4D</td><td></td></tr><tr><td>Moduł akwizycji danych</td><td>Fizyka danych</td><td>Quattro</td><td></td></tr><tr><td>Oprogramowanie do akwizycji danych</td><td>Fizyka danych</td><td>SignalCalc Ace</td><td></td></tr><tr><td>Czytnik termopar</td><td>Omega</td><td>HH22</td><td></td></tr><tr><td>Profilometr optyczny</td><td>Oprogramowanie operacyjne Bruker</td><td>Contour GT</td><td></td></tr><tr><td>Profilometr</td><td>Bruker&nbsp;</td><td>Wizja 64</td><td></td></tr></tbody></table>

eksperymenty nad smarowaniem ultradźwiękowym przy użyciu trybometru wspomaganego piezoelektrycznie i profilometru optycznego

Experiments on Ultrasonic Lubrication Using a Piezoelectrically-assisted Tribometer and Optical Profilometer

Tarcie i zużycie są szkodliwe dla systemów inżynieryjnych. Smarowanie ultradźwiękowe uzyskuje się, gdy powierzchnia styku między dwiema powierzchniami ślizgowymi jest wibrukowana z częstotliwością powyżej zakresu akustycznego (20 kHz). Jako technologia półprzewodnikowa, smarowanie ultradźwiękowe może być stosowane tam, gdzie konwencjonalne smary są niewykonalne lub niepożądane. Ponadto smarowanie ultradźwiękowe pozwala na elektryczną modulację efektywnego współczynnika tarcia między dwiema powierzchniami ślizgowymi. Ta właściwość umożliwia układom adaptacyjnym, które modyfikują swój stan tarcia i związaną z nim reakcję dynamiczną wraz ze zmianą warunków pracy. Zużycie powierzchni można również zmniejszyć poprzez smarowanie ultradźwiękowe. Opracowaliśmy protokół do zbadania zależności redukcji siły tarcia i redukcji zużycia od prędkości poślizgu liniowego między powierzchniami smarowanymi ultradźwiękowo. Zbudowano tribometr typu pin-on-disc, który różni się od jednostek komercyjnych tym, że stos piezoelektryczny jest używany do wibrowania pinu z częstotliwością 22 kHz normalną do obracającej się powierzchni dysku. Wskaźniki tarcia i zużycia, w tym efektywna siła tarcia, utrata objętości i chropowatość powierzchni, są mierzone bez i z drganiami ultradźwiękowymi przy stałym ciśnieniu od 1 do 4 MPa i trzech różnych prędkościach poślizgu: 20,3, 40,6 i 87 mm/s. Profilometr optyczny służy do charakteryzowania powierzchni zużywalnych. Efektywna siła tarcia jest zmniejszona o 62% przy 20,3 mm/s. Zgodnie z istniejącymi teoriami smarowania ultradźwiękowego, procentowa redukcja siły tarcia zmniejsza się wraz ze wzrostem prędkości, aż do 29% redukcji siły tarcia przy 87 mm/s. Redukcja zużycia pozostaje zasadniczo stała (49%) przy trzech rozpatrywanych prędkościach.

Reprezentatywne pomiary przedstawione w niniejszym opracowaniu uzyskano za pomocą zmodyfikowanego tribometru pokazanego na Rysunku 1. Aktuator piezoelektryczny generuje wibracje o amplitudzie 2.5 μm przy częstotliwości 22 kHz. Aby zbadać zależność redukcji tarcia i zużycia od prędkości liniowej, zastosowano trzy różne prędkości (20.3, 40.6 i 87 mm/sec) tarczy poprzez zmianę prędkości obrotowej silnika. Dla wszystkich trzech grup liczbę obrotów tarczy oraz drogę przebycia trzpienia ustalono odpowiednio na...

Przedstawiamy protokół użycia trybometru wspomaganego piezoelektrycznie i profilometru optycznego do zbadania zależności zużycia ultradźwiękowego i redukcji tarcia od prędkości liniowej, nacisku kontaktowego i właściwości powierzchni.

Eksperymenty nad smarowaniem ultradźwiękowym przy użyciu trybometru wspomaganego piezoelektrycznie i profilometru optycznego

Friction and wear are detrimental to engineered systems. Ultrasonic lubrication is achieved when the interface between two sliding surfaces is vibrated at ...

Ogólnym celem następującego eksperymentu jest zbadanie zależności redukcji tarcia i zużycia od prędkości liniowej podczas smarowania ultradźwiękowego. Osiąga się to poprzez przeprowadzenie w pierwszej kolejności testów na zmodyfikowanym trybolubrykometrze ciernym typu trzpień-tarcza (pin on disc TER) z jednoczesnym rejestrowaniem sił tarcia w czasie rzeczywistym podczas prób, a w drugim kroku wykorzystuje się profilometr optyczny do charakterystyki zużycia, zapewniający profile 2D i 3D, chropowatość powierzchni oraz objętość ubytków w rowkach. Następnie badana jest redukcja tarcia i zużycia w trzech.Prędkości liniowe określono na podstawie zmierzonych sił tarcia oraz obliczonych wskaźników zużycia. Wyniki wskazują, że smarowanie ultradźwiękowe redukuje efektywną siłę tarcia nawet o 62% oraz zużycie powierzchni aż o 49%. Redukcja tarcia maleje wraz ze wzrostem prędkości liniowej, podczas gdy redukcja zużycia pozostaje w zasadzie stała dla trzech badanych prędkości liniowych. Rozważane smarowanie ultradźwiękowe jest uznaną technologią redukcji i w rzeczywistości kontrolowania efektywnego współczynnika tarcia między przesuwającymi się obiektami.Działa poprzez wprowadzanie jednego lub obu obiektów w drgania o częstotliwościach ultradźwiękowych, czyli częstotliwościach powyżej 20 kHz. Smarowanie ultradźwiękowe, będące technologią smarowania w stanie stałym, zostało wdrożone w procesach produkcyjnych, takich jak wyciskanie i ciągnienie drutu. Może być stosowane w zastosowaniach, w których tradycyjne środki smarne są niepożądane.Na przykład, aby najpierw zbudować niezbędne TER w przestrzeni, należy zmontować podsystem silnika uchwytu; montaż ten należy przeprowadzić na stole izolacyjnym. Na pierwszym poziomie należy umieścić silnik prądu stałego z podkładkami i ustalić jego pozycję za pomocą rozpórek i śrub. Następnie należy umieścić ramę wsporczą wokół silnika.Następnie połącz wałek z rowkami z wałem silnika za pomocą klinu, a następnie nasuń płytę wspornika na wałek z rowkami. Następnie umieść łożysko iglicowe oporowe na płycie wspornika. W razie potrzeby nasmaruj łożysko cieczą chłodząco-smarującą, aby zakończyć montaż podzespołu silnika uchwytu.Połącz uchwyt z płytą adapterową za pomocą trzech śrub i dokręć śruby. Umieść uchwyt na płycie wsporczej poprzez igiełkowe łożysko stożkowe. Zamontuj zespół gimbala wraz z ramą wsporczą na swoim miejscu.Posiada on poziomo zorientowaną ogniwo obciążnika połączone z ramieniem gimbala za pomocą przewodu w celu pomiaru tarcia. Następnie należy zmontować siłownik piezoelektryczny. Najpierw wsuń trzycalowy pręt gwintowany przez stos piezoelektryczny.Zabeziecz go za pomocą podkładek i nakrętek, pozostawiając około 1/8 cala pręta w jednym z końców. Następnie dokręć nakrętki, aby wstępnie napiąć stos. W kolejnym kroku połącz wystające długie gwinty z ramieniem przegubu kardana, używając nakrętek i podkładek.W celu przygotowania układu, poza właściwym testowaniem, nakręć nakrętkę z kołnierzem na drugi koniec siłownika piso. Następnie włóż dysk do uchwytu i dostosuj jego położenie tak, aby nakrętka z kołnierzem stykała się z górną powierzchnią dysku, a ramię przegubu znajdowało się w poziomie. Skoryguj położenie zespołu przegubowego tak, aby nakrętka stykała się z dyskiem w odległości około 25 millimeters od jego środka.Na koniec dokręć wszystkie śruby w układzie i podłącz go do komputera. Dyski testowe oraz nakrętki należy oczyścić, używając rękawiczek. Do oczyszczenia powierzchni dysku testowego i nakrętki z kołnierzem użyj etanolu.Następnie zdejmij nakrętkę z kołnierzem używaną do konfiguracji. Po tym wkręć nową, czystą nakrętkę i mocno ją dokręć. Po dokręceniu sprawdź wyrównanie i dokręć uchwyt, aby tarcza była stabilna, a następnie upewnij się, że nakrętka z kołnierzem jest mocno dokręcona do siłownika.Kluczowe jest mocne dokręcenie nakrętki z kapturkiem do elektrycznego siłownika epi, w przeciwnym razie mogłaby ona poluzować się podczas testu, co spowodowałoby brak transmisji wibracji ultradźwiękowych i w konsekwencji ich nieskuteczność. Aby przygotować test, należy przyłożyć normalne obciążenie między nakrętką testową a dyskiem, zawieszając ciężarek o masie 2 N na jednym haczyku połączonym z ramieniem przegubu. Następnie należy zawiesić kolejny ciężarek o masie 2 N na drugim haczyku połączonym z ramieniem przegubu.Zapewnia to poziome naprężenie wstępne ogniwa obciążnika. Następnie podłącz siłownik i generator sygnałów do wzmacniacza. Ustaw generator sygnałów tak, aby dostarczał ciągły sygnał sinusoidalny.Użyć amplitudy trzech woltów i częstotliwości 22 kilohertzów. Częstotliwość rezonansowa aktuatora piezoelektrycznego obejmuje offset DC trzech woltów, aby zapobiec naprężeniom w aktuatorze piezoelektrycznym. Następnie rozpocząć zbieranie danych w celu pomiaru zredukowanej siły tarcia.Włącz wzmacniacz i ustaw wzmocnienie na 15, co odpowiada rzeczywistemu wzmocnieniu 4,67. Następnie włącz silnik i ustaw prędkość obrotową zgodnie z potrzebami. Przeprowadź test przez trzy godziny, po czym wyłącz silnik oraz wzmacniacz i zakończ akwizycję danych.Zdejmij nakrętkę i tarczę testową, a następnie opisz tarczę testową, podając warunki testu. Do każdego badania zawsze używaj nowej nakrętki i nowej powierzchni testowej. Aby zmierzyć tarcie wewnętrzne, zastosuj tę samą prędkość liniową przy wyłączonym wzmacniaczu i generatorze sygnałów.Powtórz te same testy dla innych prędkości liniowych. W końcowym etapie powinny powstać sześć rowków ścierania. W ramach przygotowania, wyczyść tarcze testowe bezpośrednio przed pomiarami.Podobnie jak wcześniej, ważne jest oczyszczenie krążków z próbkami przed pomiarami penetrometrycznymi, ponieważ cząstki zużycia lub ciała obce mogą luźno przylegać do bruzdy ściernej. Mogłoby to zaburzyć położenie mierzonych profilów oraz wartość ubytku objętości. Następnie wykonaj osiem równomiernie rozmieszczonych oznaczeń na obwodzie krążka.Teraz uruchom oprogramowanie profilometru. Podnieś obiektyw tak, aby zapewnić odpowiedni prześwit między nim a platformą z próbką. Następnie wypoziomuj platformę i połóż na niej kawałek chłonnej chusteczki laboratoryjnej.Ostrożnie umieść próbkę na tkance tak, aby jeden z ośmiu znaczników był skierowany przodem do barometru. Ustaw parametry skanowania w oprogramowaniu. Zeskanuj rowek, a następnie zapisz obrazy profilu i dane o chropowatości.Następnie obróć próbkę przeciwnie do ruchu wskazówek zegara, aż kolejna marka znajdzie się przodem do profilometru, i powtórz ten proces dla pozostałych marek. Po zakończeniu pomiarów dla jednej tarczy, powtórz procedurę dla pozostałych pięciu tarcz. Siła tarcia była próbkowana z częstotliwością 400 hertz w dwusekundowych oknach próbkowania; obliczono średnie wartości zmierzonego tarcia i naniesiono je na wykres w funkcji odległości, jaką przebył trzpień.Wewnętrzne siły tarcia przedstawiono za pomocą kropek, natomiast pokazano siły tarcia przy zastosowaniu wibracji ultradźwiękowych. Przy xs siła tarcia pozostawała praktycznie stała po osiągnięciu stanu ustalonego. Następnie dla każdej prędkości liniowej wykreślono procentową redukcję w funkcji przebytej przez pin odległości.Wibracje ultradźwiękowe zmniejszyły siłę tarcia w stanie ustalonym przy każdej testowanej prędkości liniowej. Jednak korzyści te malały wraz ze wzrostem prędkości liniowej w przypadku porównania bruzd z zastosowaniem i bez zastosowania wibracji ultradźwiękowych. Można zauważyć, że bruzdy wydają się bardziej nierówne i nierefleksyjne po zastosowaniu wibracji ultradźwiękowych.Profile 3D, wartości chropowatości powierzchni oraz ubytki objętości rowków uzyskano z pomiarów profilometrycznych. Rowki 3D wykonane z zastosowaniem wibracji ultradźwiękowych były węższe, bardziej chropowate i płytsze w porównaniu do rowków wykonanych bez wibracji ultradźwiękowych. Potwierdza to tezę, że wibracje ultradźwiękowe redukują zużycie; parametry zużycia, szybkości zużycia oraz chropowatości powierzchni były mniejsze przy zastosowaniu wibracji ultradźwiękowych, co również stanowi wskaźnik redukcji zużycia.Procent redukcji zużycia pozostał niemal stały wraz ze wzrostem prędkości. Po obejrzeniu tego filmu powinieneś dobrze rozumieć, jak przeprowadzać testy smarowania ultradźwiękowego na zmodyfikowanym trybo-metrze typu pin-on-disc i charakteryzować je za pomocą profilometrii optycznej. Dzięki temu można badać redukcję tarcia i zużycia pod wpływem ultradźwięków nie tylko w odniesieniu do prędkości liniowej, ale także w odniesieniu do kluczowych parametrów, takich jak naprężenie normalne, kombinacje materiałowe oraz pobór mocy ultradźwiękowej.

experiments-on-ultrasonic-lubrication-using-piezoelectrically

Research

JoVE Journal

Engineering

Inżynieria

Interferometria pod mikroskopem światła białego to optyczna, bezkontaktowa i szybka metoda pomiaru topografii powierzchni. Pokazano, w jaki sposób metoda może być zastosowana do analizy zużycia mechanicznego, w której analizowane są blizny po zużyciu w próbkach badań tribologicznych; oraz w materiałoznawstwie w celu określenia objętości i głębokości rozpylania wiązką jonów lub ablacji laserowej.

Charakterystyka modyfikacji powierzchni za pomocą interferometrii światła białego: zastosowania w rozpylaniu jonowym, ablacji laserowej i eksperymentach tribologicznych

Tutaj prezentujemy protokoły do określania progów wykrywania drgań i ostrości dotyku za pomocą metod psychofizycznych u człowieka.

Pomiar progu detekcji drgań i ostrości przestrzennej dotyku u ludzi

Ten protokół opisuje procedurę pomiaru zależności temperatury od pełnych stałych materiałowych materiałów piezoelektrycznych za pomocą rezonansowej spektroskopii ultradźwiękowej (RUS).

Charakterystyka pełnych stałych materiałowych i ich zależności temperaturowej dla materiałów piezoelektrycznych za pomocą rezonansowej spektroskopii ultradźwiękowej

Opisana jest prosta procedura ultradźwiękowego zgrzewania próbek z kompozytu termoplastycznego do podstawowych testów mechanicznych. Kluczowymi cechami tego procesu spawania ultradźwiękowego są zastosowanie płaskich rozdzielaczy energii w celu uproszczenia przygotowania procesu oraz wykorzystanie danych procesowych do szybkiego zdefiniowania optymalnych warunków obróbki.

Zgrzewanie ultradźwiękowe termoplastycznych kompozytów kompozytowych do mechanicznej charakterystyki połączeń spawanych poprzez badanie ścinaniem na pojedyncze zakładki

Rub&amp;Roll może naśladować cykl żucia, umożliwiając zmianę siły żucia, odległości przesuwania, prędkości żucia, liczby cykli i częstotliwości, a przy połączeniu wyzwań związanych z erozją i ścieraniem może prowadzić do złożonej symulacji starzenia się jamy ustnej.

Naśladowanie i pomiar zużycia zębów erozyjnych zgryzu za pomocą "Rub&Roll" i profilometrii bezkontaktowej

Metodologia testów do ilościowego określania właściwości trybologicznych polimerów stosowanych w infrastrukturze wodorowej została zademonstrowana i omówiono charakterystyczne wyniki dla wspólnego elastomeru.

In Situ Wysokociśnieniowe badania trybologiczne wodoru powszechnie stosowanych w infrastrukturze dostarczania wodoru

Protokół do ultradźwiękowych testów zmęczeniowych w obszarze wysokiego i ultrawysokiego cyklu w trybie obciążenia osiowego rozciągania-ściskania.

Ultradźwiękowe badania zmęczeniowe w trybie rozciągania-ściskania

Opisano wytwarzanie piezoelektrycznych przetworników grubości poprzez rozpylanie elektrod płytkowych prądem stałym na niobianie litu. Dodatkowo, niezawodna praca jest osiągana dzięki uchwytowi przetwornika i systemowi zasilania płynem, a charakteryzacja jest demonstrowana za pomocą analizy impedancji, laserowej wibrometrii dopplerowskiej, szybkiego obrazowania i rozkładu wielkości kropel za pomocą rozpraszania laserowego.

Wytwarzanie i charakterystyka urządzeń piezoelektrycznych w trybie grubości do atomizacji i akustofluidyki

Obecny protokół opisuje urządzenie do testowania tarcia, które stosuje jednocześnie wzajemne przesuwanie i normalne obciążenie do dwóch stykających się biologicznych powierzchni stykających się.

Urządzenie do testowania tarcia - bioreaktor do badania biomechaniki stawów maziowych, mechanobiologii i regulacji fizycznej

Ta metodologia pozwala na nałożenie aparatu dentystycznego na dowolną próbkę pod dowolnym kątem z ustandaryzowaną siłą i stabilnością. Podejście to może być szeroko stosowane w naukach o zdrowiu w celu standaryzacji wpływu sprzętu dentystycznego z elementami trzymającymi w ręku, takimi jak mikrosilniki, turbiny i skalery ultradźwiękowe, na różnych powierzchniach.

Wpływ chropowatości piezoelektrycznego skalera dentystycznego na dwa różne płynne kompozytowe materiały wypełniające

Prezentujemy odtwarzalny protokół spektroskopii piezoreflektansowej z modulacją naprężeń, który umożliwia pomiar ΔR/R z wykrywaniem lock-in dla kryształów van der Waals przeniesionych na piezoceramiczne, i wyniki z charakteryzacją bezpośrednich przejść optycznych poprzez spektra ΔR/R z wykorzystaniem pasowania pochodnej trzeciej z formułą Aspnes.

Spektroskopia piezoreflekcyjna przejść optycznych w warstwowachrystałach van der Waalsa

Poznaj metodę smarowania ultradźwiękowego w tribologii przy użyciu trybometru wspomaganego piezoelektrycznie i profilometru optycznego. Badanie wykazuje redukcję tarcia do 62% i zużycia do 49%.

Eksperymenty nad smarowaniem ultradźwiękowym przy użyciu trybometru wspomaganego piezoelektrycznie i profilometru optycznego

Przeglądaj więcej filmów