Kiungo cha kuunganisha kinaposhindwa, hatua zetu za kwanza kwa kawaida huhusisha kutathmini kama nguvu ya wambiso inatosha, matibabu ya uso yanafaa, upachikaji mimba unatosha, na nyenzo hazijazeeka.
Hata hivyo, katika maombi halisi ya uhandisi, kushindwa fulani si kuanza tu juu ya kuwaagiza; badala yake, hatari zinazowezekana tayari zipo mara tu kiambatisho kitakapopona kikamilifu.
Hatari hii inayoweza kutokea ni uwepo wa dhiki iliyobaki ya ndani.
Haionekani na ni ngumu kupima kwa usahihi moja kwa moja, lakini sio fumbo katika asili. Kuweka tu, adhesive hupitia shrinkage wakati wa kuponya na baridi; ikiwa substrate inayozunguka inazuia deformation yake ya bure, sehemu isiyoweza kupunguzwa inakuwa dhiki ya mabaki ndani ya safu ya wambiso.
Leo, nitawaongoza nyote kuelewa kwa kina dhana hii.
0 1 Kwa nini uisome?
Hatari za mkazo wa ndani ni asili ya "nishati-ya hifadhi".
Baada ya kuponya, safu ya wambiso huhifadhi sehemu ya nishati ya elastic. Nishati hii hutumika kama nguvu ya msingi ya utengano kati ya uso unaofuata, uenezaji wa mikunjo midogo midogo, na ugeuzaji wa vita.
Chukua upunguzaji wa kiolesura na utengano kama mifano: mikazo ya ndani hujilimbikiza juu ya mzigo wa uendeshaji, na kusababisha mkazo halisi wa kiolesura kuzidi sana muundo-thamani ya ukadiriaji uliokokotolewa. Kwa maneno mengine, hata kabla ya safu ya wambiso kuanza huduma rasmi, kiolesura tayari kinakabiliwa na-mvutano mwingi.
Mfano mwingine ni usahihi wa kuteleza, ambao unathibitisha kuwa ni hatari kwa mikusanyiko ya usahihi kama vile roboti, injini na vipengee vya macho.
Nafasi ya kiini cha sumaku katika mori, upangaji wa vijenzi vya macho, na vipimo vya sehemu za kimuundo vinaweza kuyumba-kwa muda mrefu kutokana na kutolewa taratibu kwa mikazo ya ndani. Ikiwa vipengele vinatii mwanzoni wakati wa kukusanyika lakini vinaonyesha mikengeuko baada ya mamia ya saa za kazi, masuala kama hayo mara nyingi hutokana na kuwepo kwa mikazo ya ndani.
Kwa kuongeza, maisha ya uchovu hupunguzwa. Mkazo wa ndani unawakilisha-kiwango cha wastani cha mfadhaiko wa muda mrefu ambacho kwa pamoja hupunguza mwendo wa maisha ya uchovu. Mchanganyiko wa baiskeli ya halijoto, unyevunyevu, na mtetemo mara nyingi husababisha hali ambapo bidhaa hupita majaribio ya awali lakini kushindwa wakati wa uzalishaji kwa wingi.
Kwa hivyo, mkazo wa ndani sio suala la pili lakini hitaji la msingi la kuegemea kwa dhamana. Huamua sio tu ikiwa kushikamana kunaweza kutokea, lakini pia ni muda gani dhamana inabaki thabiti baada ya hapo.
0 2 Mkazo wa ndani unatoka wapi?
Ili kuelewa dhiki ya ndani, mtu lazima kwanza aelewe asili yake.
Mkazo wa ndani wakati wa kuponya kwa wambiso kimsingi hutokana na aina mbili za aina zinazoonyesha mwelekeo wa kukandamiza lakini haziwezi kufanya hivyo.
Kundi la kwanza ni kuponya shrinkage, pia inajulikana kama shrinkage kemikali.
Katika monoma za kioevu, molekuli hudumisha mawasiliano kupitia nguvu za van der Waals (mwingiliano dhaifu). Hakuna vifungo vya kemikali kati ya atomi za molekuli mbili; zipo tu kwa ukaribu, zikiwa na umbali wa kawaida wa takriban 0.3–0.4 nm (ambayo inawakilisha jumla ya radii ya van der Waals ya molekuli zote mbili).
Wakati wa mmenyuko wa upolimishaji, vifungo vya ushirikiano huundwa kati ya monomers. Kwa mfano bondi moja ya C-C ya kawaida zaidi, urefu wake wa dhamana ni takriban 0.154 nm. Hii ina maana kwamba molekuli mbili zilizotenganishwa awali na umbali huru wa takriban nm 0.35 sasa zinaletwa pamoja kwa nguvu na kifungo shirikishi chenye urefu wa takriban 0.15 nm-na kusababisha kupunguzwa kwa umbali kati ya molekuli kwa zaidi ya nusu. (Kielelezo)
Katika kiwango cha macroscopic, mnyweo wa wakati huo huo wa matrilioni ya jozi hizo za molekuli hujidhihirisha kama kupunguza kiasi. Haya ni matokeo ya kimwili ambayo hayawezi kuepukwa kabisa katika majibu yoyote ya upolimishaji.
Aina ya pili ni shinikizo la kutolingana kwa joto.
Adhesives nyingi zinahitaji joto ili kutibu. Baada ya kuponya, wakati kilichopozwa kutoka joto la juu hadi joto la kawaida, coefficients ya upanuzi wa mafuta ya wambiso na substrate hutofautiana.
Mgawo wa upanuzi wa mafuta wa kinamatika kwa kawaida huwa juu zaidi kuliko nyenzo za msingi kama vile metali, sumaku na keramik. Wakati wa baridi, wambiso huwa na mkataba zaidi, lakini nyenzo za msingi huzuia contraction yake ya bure, na hivyo kuzuia safu ya wambiso na kushawishi mkazo wa ndani wa mabaki.
Wazo muhimu zaidi hapa ni hatua ya gel.
Kabla ya hatua ya gel, adhesive inabaki kioevu na inaweza kutiririka. Wakati wa hatua hii, hata ikiwa contraction itatokea, nyenzo zinaweza kutawanya deformation hiyo kupitia mtiririko, kupanga upya, na kujaza, na hivyo kupunguza mkusanyiko wa dhiki ya ndani.
Baada ya hatua ya gel, hali inabadilika. Mtandao wa-tatu huanza kuunda ndani ya kibandiko, na nyenzo hubadilika polepole kutoka kioevu hadi hali ngumu. Katika hatua hii, safu ya wambiso hupata-uwezo wa kubeba mzigo na kuanza "kukumbuka" matukio ya baadaye ya kupungua na kubadilika.
Kwa maneno mengine, sehemu ya contraction inayotokea baada ya hatua ya gel ni kweli kukabiliwa na kuzalisha dhiki ya ndani.
Kadiri muda unavyoendelea, nyenzo huimarisha zaidi, na Tg yake huongezeka mara kwa mara. Wakati Tg inapozidi joto la sasa la uendeshaji, safu ya wambiso hubadilika kutoka hali ya mpira hadi hali ya kioo.
Baada ya kuingia kwenye hali ya kioo, moduli ya safu ya wambiso huongezeka kwa kasi, na kufanya harakati za sehemu ya mnyororo kuwa ngumu zaidi; kwa hivyo, sehemu ya dhiki ambayo inaweza kutolewa hapo awali inakuwa ngumu zaidi kutolewa.
Kwa hivyo, mkazo wa ndani unaweza kueleweka kwa urahisi kama:
Kabla ya hatua ya gel: contraction inaweza kutokea bila urahisi inducing stress.
Baada ya hatua ya gel: safu ya gel huanza kuunda mtandao, na shrinkage inayofuata inazuiwa.
Baada ya vitrification: nyenzo inakuwa rigid, na minyororo yake ya Masi imezimika, na kufanya kutolewa kwa dhiki kuwa ngumu zaidi.
Kama sisi sote tunajua:
Mkazo=Modulus × Mkazo
Mfadhaiko wa mwisho wa ndani ≈ moduli bora × (chapisho-kupungua kwa upunguzaji wa ujiaji + mgeuko usiolingana wa mafuta) − kutolewa kwa utulivu
Uharibifu wa kutolingana kwa joto unaweza kueleweka kama:
Urekebishaji usiolingana wa mafuta ≈ (mgawo wa upanuzi wa joto wa wambiso - mgawo wa upanuzi wa joto wa substrate) × tofauti ya joto inayofaa
Mnyweo tu na kutolingana kwa mafuta kunakotokea baada ya sehemu ya gel, kuzidishwa na moduli inayoendelea kuongezeka, kuondoa sehemu iliyotolewa kupitia utulivu wakati wa mchakato, hujumuisha mkazo wa mwisho wa ndani.
Hii pia ndiyo sababu kwa nini mkazo wa ndani ni mgumu kusoma: hautokei ghafla mara moja lakini hujilimbikiza hatua kwa hatua wakati wa michakato ya kuponya na baridi. Katika mchakato huu wote, kupungua, halijoto, moduli, na uwezo wa nyenzo wa kutoa mfadhaiko vyote hupitia mabadiliko yanayoendelea.
03 Jinsi ya kubainisha: Kwanza pima "matokeo," kisha pima "sababu."
Sasa inajulikana sana kuwa mkazo wa ndani hautokei ghafla kwa papo hapo, lakini hujilimbikiza polepole wakati wa michakato ya kuponya na kupoeza.
Kila kigezo hapa kinabadilika kila mara: kasi ya mnyweo, halijoto, moduli, na hata uwezo wa nyenzo kutoa mfadhaiko zote hutofautiana.
Kwa hiyo, sifa ya dhiki ya ndani haiwezi kutegemea tu thamani moja ya nambari; lazima ijibu maswali mawili kwa wakati mmoja:
Kwanza, ni kiasi gani cha dhiki au deformation inabakia mwishoni?
Pili, mikazo hii inaundwaje wakati wa mchakato wa uponyaji?
Linapokuja suala la mbinu za kupima, kwa ujumla zinaweza kugawanywa katika makundi mawili.
Aina moja inahusisha upimaji wa moja kwa moja wa matokeo ya mkazo au mgeuko, huku nyingine ikipima vigezo vya asili ili kuanzisha miundo.
Kitengo cha 1: Upimaji wa moja kwa moja wa matokeo ya mkazo au deformation
Njia hii inalenga katika kuamua kiwango cha deformation au mkazo wa mabaki unaosababishwa katika muundo baada ya adhesive kuponya.
Njia ya classical zaidi ni boriti ya cantilever au mbinu ya kupiga boriti ya bimaterial. Adhesive hutumiwa kwa karatasi nyembamba za chuma, kaki za silicon, au vifaa vingine vya substrate; wakati wa kuponya, shrinkage ya wambiso husababisha substrate kuinama. Kwa kupima mkunjo katika muda halisi na kutumia mbinu inayofanana na mlinganyo wa Stoney, mkazo wa wastani ndani ya safu ya wambiso unaweza kuhesabiwa. Mbinu hii inatoa faida za kuwa angavu na iliyoboreshwa- vyema, kuwezesha taswira ya mikunjo inayoonyesha jinsi mfadhaiko unavyobadilika kulingana na wakati wa kuponya.
Pia kuna mbinu ya fiber Bragg grating (FBG). Kwa kupachika nyuzi za macho ndani ya safu ya gel, shida ndani ya gel inaweza kupimwa kwa wakati halisi. Njia hii hutoa mwonekano sahihi zaidi wa hali ya ndani ya jeli ikilinganishwa na vipimo vya ubadilikaji wa uso pekee, ingawa inajumuisha gharama kubwa na utata mkubwa zaidi wa utendakazi.
Tibu ufuatiliaji wa matatizo katika laminate zenye mchanganyiko kwa kutumia kihisishi cha macho kilichosambazwa (Chanzo cha picha)
Kwa viambatisho vinavyoonekana uwazi, uelekevu wa picha au mbinu za kuunganisha pande mbili pia zinaweza kutumika ili kuona mgawanyiko wa mafadhaiko kupitia mkazo-unaochochewa na mihimili miwili.
Zaidi ya hayo, mbinu kama vile kuchimba visima, sampuli za msingi, X-utengano wa miale (XRD), mtawanyiko wa nutroni, na uchanganuzi wa mabadiliko ya Raman pia zinaweza kutumika chini ya hali mahususi za kupima dhiki iliyobaki au mkazo usio wa moja kwa moja.