బంధన ఉమ్మడి విఫలమైనప్పుడు, మా మొదటి దశలు సాధారణంగా అంటుకునే బలం సరిపోతుందా, ఉపరితల చికిత్స సరైనదేనా, ఫలదీకరణం సరిపోతుందా మరియు పదార్థాలు వృద్ధాప్యం కాలేదా అని అంచనా వేయడం.
అయితే, వాస్తవ ఇంజనీరింగ్ అప్లికేషన్‌లలో, కొన్ని వైఫల్యాలు ప్రారంభించిన తర్వాత మాత్రమే ప్రారంభం కావు; బదులుగా, అంటుకునే పదార్థం పూర్తిగా నయమైన తర్వాత సంభావ్య ప్రమాదాలు ఇప్పటికే ఉన్నాయి.
ఈ సంభావ్య ప్రమాదం అవశేష అంతర్గత ఒత్తిడి ఉనికి.
ఇది కనిపించదు మరియు ఖచ్చితంగా నేరుగా కొలవడం కష్టం, అయినప్పటికీ ప్రకృతిలో ఆధ్యాత్మికం కాదు. సరళంగా చెప్పాలంటే, క్యూరింగ్ మరియు శీతలీకరణ సమయంలో అంటుకునేది సంకోచం చెందుతుంది; చుట్టుపక్కల ఉన్న ఉపరితలం దాని ఉచిత రూపాన్ని పరిమితం చేస్తే, కుదించలేని భాగం అంటుకునే పొరలో అవశేష ఒత్తిడి అవుతుంది.
ఈ రోజు, ఈ భావనను పూర్తిగా అర్థం చేసుకోవడానికి నేను మీ అందరికీ మార్గనిర్దేశం చేస్తాను.
0 1 దీన్ని ఎందుకు అధ్యయనం చేయాలి?
అంతర్గత ఒత్తిడి యొక్క ప్రమాదాలు "శక్తి-నిల్వ" స్వభావం కలిగి ఉంటాయి.
క్యూరింగ్ తర్వాత, అంటుకునే పొర సాగే స్ట్రెయిన్ ఎనర్జీలో కొంత భాగాన్ని నిల్వ చేస్తుంది. ఈ శక్తి తదుపరి ఇంటర్‌ఫేషియల్ డీలామినేషన్, మైక్రోక్రాక్ ప్రచారం మరియు వార్పింగ్ డిఫార్మేషన్‌కు అంతర్లీన చోదక శక్తిగా పనిచేస్తుంది.
ఇంటర్‌ఫేస్ డీలామినేషన్ మరియు డీలామినేషన్‌ను ఉదాహరణలుగా తీసుకోండి: అంతర్గత ఒత్తిళ్లు కార్యాచరణ లోడ్ పైన పేరుకుపోతాయి, దీని వలన అసలు ఇంటర్‌ఫేస్ ఒత్తిడి డిజైన్-లెక్కించిన రేటింగ్ విలువ కంటే చాలా ఎక్కువగా ఉంటుంది. మరో మాటలో చెప్పాలంటే, అంటుకునే పొర అధికారిక సేవను ప్రారంభించక ముందే, ఇంటర్‌ఫేస్ ఇప్పటికే అధిక ప్రీ{2}}టెన్షనింగ్‌కు లోబడి ఉంది.
మరొక ఉదాహరణ ఖచ్చితత్వం డ్రిఫ్ట్, ఇది రోబోట్‌లు, మోటార్లు మరియు ఆప్టికల్ కాంపోనెంట్‌ల వంటి ఖచ్చితమైన సమావేశాలకు ముఖ్యంగా హానికరం.
మోటార్‌లోని మాగ్నెటిక్ కోర్ యొక్క స్థానం, ఆప్టికల్ భాగాల అమరిక మరియు నిర్మాణ భాగాల కొలతలు అంతర్గత ఒత్తిళ్లను క్రమంగా విడుదల చేయడం వల్ల దీర్ఘ-టర్మ్ డ్రిఫ్ట్‌కు లోనవుతాయి. అసెంబ్లింగ్ సమయంలో భాగాలు మొదట్లో కంప్లైంట్ అయితే వందల గంటల ఆపరేషన్ తర్వాత విచలనాలను ప్రదర్శిస్తే, అటువంటి సమస్యలు తరచుగా అంతర్గత ఒత్తిళ్ల ఉనికి నుండి ఉత్పన్నమవుతాయి.
అదనంగా, అలసట జీవితం తగ్గుతుంది. అంతర్గత ఒత్తిడి అనేది సుదీర్ఘ-కాల సగటు ఒత్తిడి స్థాయిని సూచిస్తుంది, ఇది అలసట జీవిత వక్రతను సమిష్టిగా తగ్గిస్తుంది. ఉష్ణోగ్రత సైక్లింగ్, తేమ మరియు కంపనం కలయిక తరచుగా ఉత్పత్తులు ప్రారంభ పరీక్షలో ఉత్తీర్ణత సాధించే పరిస్థితులకు దారి తీస్తుంది, అయితే భారీ ఉత్పత్తి సమయంలో విఫలమవుతుంది.
అందువల్ల, అంతర్గత ఒత్తిడి అనేది ద్వితీయ సమస్య కాదు కానీ బంధం విశ్వసనీయతకు ప్రాథమిక అవసరం. ఇది సంశ్లేషణ సంభవిస్తుందో లేదో మాత్రమే కాకుండా, ఆ తర్వాత బంధం ఎంతకాలం స్థిరంగా ఉంటుందో కూడా నిర్ణయిస్తుంది.
0 2 అంతర్గత ఒత్తిడి ఎక్కడ నుండి వస్తుంది?
అంతర్గత ఒత్తిడిని అర్థం చేసుకోవడానికి, మొదట దాని మూలాన్ని అర్థం చేసుకోవాలి.
అంటుకునే క్యూరింగ్ సమయంలో అంతర్గత ఒత్తిడి ప్రాథమికంగా సంకోచించే ధోరణిని ప్రదర్శించే రెండు రకాల జాతుల నుండి పుడుతుంది కానీ వాస్తవానికి అలా చేయలేము.
మొదటి వర్గం క్యూరింగ్ సంకోచం, దీనిని రసాయన సంకోచం అని కూడా పిలుస్తారు.
ద్రవ మోనోమర్లలో, అణువులు వాన్ డెర్ వాల్స్ శక్తుల (బలహీనమైన పరస్పర చర్యలు) ద్వారా సంబంధాన్ని కలిగి ఉంటాయి. రెండు అణువుల పరమాణువుల మధ్య రసాయన బంధాలు లేవు; అవి దాదాపుగా 0.3–0.4 nm (ఇది రెండు అణువుల వాన్ డెర్ వాల్స్ రేడియస్ మొత్తాన్ని సూచిస్తుంది) సాధారణ దూరంతో చాలా దగ్గరగా ఉంటాయి.
పాలిమరైజేషన్ ప్రతిచర్య సమయంలో, మోనోమర్‌ల మధ్య సమయోజనీయ బంధాలు ఏర్పడతాయి. అత్యంత సాధారణ C–C సింగిల్ బాండ్‌ను ఉదాహరణగా తీసుకుంటే, దాని బంధం పొడవు సుమారు 0.154 nm. దీనర్థం, వాస్తవానికి దాదాపు 0.35 nm దూరంతో వేరు చేయబడిన రెండు అణువులు ఇప్పుడు దాదాపు 0.15 nm పొడవుతో సమయోజనీయ బంధం ద్వారా బలవంతంగా ఒకదానికొకటి తీసుకురాబడ్డాయి{5}} ఫలితంగా ఇంటర్‌మోలిక్యులర్ దూరం సగానికి పైగా తగ్గుతుంది. (చిత్రం)
మాక్రోస్కోపిక్ స్థాయిలో, అటువంటి పరమాణు జతల ట్రిలియన్ల ఏకకాల సంకోచం వాల్యూమ్ తగ్గింపుగా వ్యక్తమవుతుంది. ఇది ఏదైనా అదనపు పాలిమరైజేషన్ ప్రతిచర్యలో పూర్తిగా నివారించలేని భౌతిక పరిణామం.
రెండవ వర్గం థర్మల్ అసమతుల్యత ఒత్తిడి.
అనేక సంసంజనాలు నయం చేయడానికి వేడి అవసరం. క్యూరింగ్ తర్వాత, అధిక ఉష్ణోగ్రత నుండి గది ఉష్ణోగ్రత వరకు చల్లబడినప్పుడు, అంటుకునే మరియు ఉపరితలం యొక్క ఉష్ణ విస్తరణ గుణకాలు భిన్నంగా ఉంటాయి.
అంటుకునే యొక్క ఉష్ణ విస్తరణ గుణకం సాధారణంగా లోహాలు, అయస్కాంతాలు మరియు సిరామిక్స్ వంటి మూల పదార్థాల కంటే చాలా ఎక్కువగా ఉంటుంది. శీతలీకరణ సమయంలో, అంటుకునేది మరింత కుదించబడుతుంది, కానీ మూల పదార్థం దాని ఉచిత సంకోచాన్ని నిరోధిస్తుంది, తద్వారా అంటుకునే పొరను నియంత్రిస్తుంది మరియు అవశేష అంతర్గత ఒత్తిడిని ప్రేరేపిస్తుంది.
ఇక్కడ అత్యంత క్లిష్టమైన భావన జెల్ పాయింట్.
జెల్ పాయింట్‌కు ముందు, అంటుకునేది ద్రవంగా ఉంటుంది మరియు ప్రవహించగలదు. ఈ దశలో, సంకోచం సంభవించినప్పటికీ, పదార్థం ప్రవాహం, పునర్వ్యవస్థీకరణ మరియు పూరకం ద్వారా అటువంటి వైకల్యాన్ని వెదజల్లుతుంది, తద్వారా అంతర్గత ఒత్తిడి చేరడం తగ్గిస్తుంది.
జెల్ పాయింట్ తర్వాత, పరిస్థితి మారుతుంది. త్రిమితీయ నెట్‌వర్క్ అంటుకునే లోపల ఏర్పడటం ప్రారంభమవుతుంది మరియు పదార్థం క్రమంగా ద్రవం నుండి ఘన స్థితికి మారుతుంది. ఈ దశలో, అంటుకునే పొర లోడ్ -బేరింగ్ కెపాసిటీని పొందుతుంది మరియు తదుపరి సంకోచం మరియు వైకల్య సంఘటనలను "గుర్తుంచుకోవడం" ప్రారంభిస్తుంది.
మరో మాటలో చెప్పాలంటే, జెల్ పాయింట్ తర్వాత సంభవించే సంకోచం యొక్క భాగం నిజంగా అంతర్గత ఒత్తిడిని సృష్టించే అవకాశం ఉంది.
కాలక్రమేణా, పదార్థం మరింత ఘనీభవిస్తుంది మరియు దాని Tg నిరంతరం పెరుగుతుంది. Tg ప్రస్తుత ఆపరేటింగ్ ఉష్ణోగ్రతను అధిగమించినప్పుడు, అంటుకునే పొర రబ్బరు స్థితి నుండి గాజు స్థితికి మారుతుంది.
గాజు స్థితిలోకి ప్రవేశించిన తర్వాత, అంటుకునే పొర యొక్క మాడ్యులస్ వేగంగా పెరుగుతుంది, గొలుసు సెగ్మెంట్ కదలికను మరింత కష్టతరం చేస్తుంది; పర్యవసానంగా, గతంలో విడుదల చేయగల ఒత్తిడిలో కొంత భాగాన్ని విడుదల చేయడం మరింత కష్టమవుతుంది.
అందువల్ల, అంతర్గత ఒత్తిడిని ఇలా అర్థం చేసుకోవచ్చు:
జెల్ పాయింట్ ముందు: ఒత్తిడిని తక్షణమే ప్రేరేపించకుండా సంకోచం సంభవించవచ్చు.
జెల్ పాయింట్ తర్వాత: జెల్ పొర నెట్‌వర్క్‌ను ఏర్పరచడం ప్రారంభమవుతుంది మరియు తదుపరి సంకోచం నిరోధించబడుతుంది.
విట్రిఫికేషన్ తర్వాత: పదార్థం దృఢంగా మారుతుంది, దాని పరమాణు గొలుసులు స్థిరంగా ఉంటాయి, ఒత్తిడి విడుదలను మరింత కష్టతరం చేస్తుంది.
మనందరికీ తెలిసినట్లుగా:
ఒత్తిడి=మాడ్యులస్ × స్ట్రెయిన్
అంతిమ అంతర్గత ఒత్తిడి ≈ ఎఫెక్టివ్ మాడ్యులస్ × (పోస్ట్-జిలేషన్ క్యూరింగ్ సంకోచం + థర్మల్ అసమతుల్యత వైకల్యం) - సడలింపు విడుదల
వేడి అసమతుల్యత వైకల్యాన్ని ఇలా అర్థం చేసుకోవచ్చు:
థర్మల్ అసమతుల్యత వైకల్యం ≈ (అంటుకునే యొక్క ఉష్ణ విస్తరణ గుణకం - సబ్‌స్ట్రేట్ యొక్క ఉష్ణ విస్తరణ గుణకం) × ప్రభావవంతమైన ఉష్ణోగ్రత వ్యత్యాసం
జెల్ పాయింట్ తర్వాత సంభవించే సంకోచం మరియు ఉష్ణ అసమతుల్యత మాత్రమే, నిరంతరం పెరుగుతున్న మాడ్యులస్‌తో గుణించబడుతుంది, ప్రక్రియ సమయంలో సడలింపు ద్వారా విడుదలయ్యే భాగాన్ని తీసివేసి, చివరి నికర అంతర్గత ఒత్తిడిని ఏర్పరుస్తుంది.
అంతర్గత ఒత్తిడిని అధ్యయనం చేయడం కష్టంగా ఉండటానికి ఇది కూడా కారణం: ఇది ఒక్క క్షణంలో ఆకస్మికంగా ఉద్భవించదు కానీ క్యూరింగ్ మరియు శీతలీకరణ ప్రక్రియల సమయంలో క్రమంగా పేరుకుపోతుంది. ఈ ప్రక్రియ అంతటా, సంకోచం, ఉష్ణోగ్రత, మాడ్యులస్ మరియు ఒత్తిడిని విడుదల చేసే పదార్థం యొక్క సామర్థ్యం అన్నీ నిరంతర మార్పులకు లోనవుతాయి.
03 ఎలా వర్గీకరించాలి: ముందుగా "ఫలితాన్ని" కొలవండి, ఆపై "కారణాన్ని" కొలవండి.
అంతర్గత ఒత్తిడి ఒక్క క్షణంలో అకస్మాత్తుగా తలెత్తదని ఇప్పుడు విస్తృతంగా గుర్తించబడింది, అయితే క్యూరింగ్ మరియు శీతలీకరణ ప్రక్రియల సమయంలో క్రమంగా పేరుకుపోతుంది.
ఇక్కడ ప్రతి పరామితి నిరంతరం మారుతూ ఉంటుంది: సంకోచం రేటు, ఉష్ణోగ్రత, మాడ్యులస్ మరియు ఒత్తిడిని విడుదల చేసే పదార్థం యొక్క సామర్థ్యం కూడా మారుతూ ఉంటాయి.
అందువల్ల, అంతర్గత ఒత్తిడి యొక్క లక్షణం కేవలం ఒక సంఖ్యా విలువపై మాత్రమే ఆధారపడదు; ఇది ఏకకాలంలో రెండు ప్రశ్నలను పరిష్కరించాలి:
మొదట, చివరిలో ఎంత ఒత్తిడి లేదా వైకల్యం మిగిలి ఉంటుంది?
రెండవది, క్యూరింగ్ ప్రక్రియలో ఈ ఒత్తిళ్లు ఎలా ఏర్పడతాయి?
పరీక్షా పద్ధతుల విషయానికి వస్తే, వాటిని సాధారణంగా రెండు వర్గాలుగా విభజించవచ్చు.
ఒక వర్గం ఒత్తిడి లేదా వైకల్య ఫలితాల యొక్క ప్రత్యక్ష కొలతను కలిగి ఉంటుంది, మరొకటి నమూనాలను స్థాపించడానికి భౌతిక అంతర్గత పారామితులను కొలుస్తుంది.
వర్గం 1: ఒత్తిడి లేదా వైకల్య ఫలితాల ప్రత్యక్ష కొలత
ఈ విధానం అంటుకునే పదార్థం నయమైన తర్వాత నిర్మాణంలో ఏర్పడిన వైకల్యం లేదా అవశేష ఒత్తిడిని నిర్ణయించడంపై దృష్టి పెడుతుంది.
కాంటిలివర్ బీమ్ లేదా బైమెటీరియల్ బీమ్ బెండింగ్ విధానం అత్యంత శాస్త్రీయ పద్ధతి. సన్నని మెటల్ షీట్లు, సిలికాన్ పొరలు లేదా ఇతర ఉపరితల పదార్థాలకు అంటుకునేది వర్తించబడుతుంది; క్యూరింగ్ సమయంలో, అంటుకునే సంకోచం సబ్‌స్ట్రేట్ వంగడానికి కారణమవుతుంది. నిజ సమయంలో వక్రతను కొలవడం మరియు స్టోనీ సమీకరణానికి సమానమైన పద్ధతిని ఉపయోగించడం ద్వారా, అంటుకునే పొరలోని సగటు ఒత్తిడిని లెక్కించవచ్చు. ఈ విధానం సహజమైన మరియు బాగా స్థిరపడిన-ప్రయోజనాలను అందిస్తుంది, క్యూరింగ్ సమయంతో ఒత్తిడి ఎలా మారుతుందో వర్ణించే వక్రరేఖల విజువలైజేషన్‌ను అనుమతిస్తుంది.
ఫైబర్ బ్రాగ్ గ్రేటింగ్ (FBG) టెక్నిక్ కూడా ఉంది. జెల్ పొరలో ఆప్టికల్ ఫైబర్‌లను పొందుపరచడం ద్వారా, జెల్‌లోని ఒత్తిడిని నిజ సమయంలో కొలవవచ్చు. ఈ పద్ధతి కేవలం ఉపరితల వైకల్య కొలతలతో పోలిస్తే జెల్ యొక్క అంతర్గత స్థితి యొక్క మరింత ఖచ్చితమైన ప్రతిబింబాన్ని అందిస్తుంది, అయినప్పటికీ ఇది అధిక ఖర్చులు మరియు ఎక్కువ కార్యాచరణ సంక్లిష్టతను కలిగి ఉంటుంది.
పంపిణీ చేయబడిన ఆప్టికల్ సెన్సార్‌ని ఉపయోగించి మిశ్రమ లామినేట్‌లలో క్యూర్ స్ట్రెయిన్ మానిటరింగ్ (ఇమేజ్ సోర్స్)
పారదర్శక అడ్హెసివ్‌ల కోసం, ఒత్తిడి-ప్రేరిత బైర్‌ఫ్రింగెన్స్ ద్వారా ఒత్తిడి పంపిణీని గమనించడానికి ఫోటోలాస్టిసిటీ లేదా బైర్‌ఫ్రింగెన్స్ పద్ధతులను కూడా ఉపయోగించవచ్చు.
అదనంగా, డ్రిల్లింగ్, కోర్ శాంప్లింగ్, X-రే డిఫ్రాక్షన్ (XRD), న్యూట్రాన్ స్కాటరింగ్ మరియు రామన్ షిఫ్ట్ విశ్లేషణ వంటి పద్ధతులు అవశేష ఒత్తిడి లేదా పరోక్ష ఒత్తిడిని కొలవడానికి నిర్దిష్ట పరిస్థితులలో కూడా ఉపయోగించవచ్చు.