तनाव सघनता की अवधारणा और खतरे
तनाव सघनता उस घटना को संदर्भित करती है कि भाग के ज्यामितीय आकार (जैसे छेद, पायदान, सीढ़ियाँ, कक्ष, आदि) में अचानक परिवर्तन पर स्थानीय तनाव नाममात्र तनाव से बहुत अधिक है। तनाव एकाग्रता की डिग्री तनाव एकाग्रता गुणांक द्वारा व्यक्त की जाती है, जिसे अधिकतम स्थानीय तनाव और नाममात्र तनाव के अनुपात के रूप में परिभाषित किया जाता है। तनाव एकाग्रता भागों की समय से पहले विफलता का एक मुख्य कारण है। विशेष रूप से थकान के भार के तहत, तनाव एकाग्रता वाले क्षेत्र अक्सर दरार आरंभ बिंदु बन जाते हैं। स्तरित संरचना और सामग्री अनिसोट्रॉपी के कारण, 3डी मुद्रित भाग तनाव एकाग्रता के प्रति अधिक संवेदनशील होते हैं और डिजाइन में विशेष ध्यान देने की आवश्यकता होती है।
सामान्य तनाव एकाग्रता स्थानों की पहचान
डिज़ाइन में सामान्य तनाव एकाग्रता स्थानों में शामिल हैं: छेद के किनारे, विशेष रूप से गोल छेद के किनारे, जहां तनाव एकाग्रता गुणांक 2-3 तक पहुंच सकता है। चरणों और क्रॉस-सेक्शन उत्परिवर्तनों पर, तेज बदलाव से तनाव एकाग्रता में काफी वृद्धि होगी। खांचे और खांचे, जैसे कि कीवे, स्नैप खांचे, आदि। धागे की जड़ और दांत के नीचे तनाव एकाग्रता स्पष्ट है। अपर्याप्त कक्षों और फ़िललेट्स वाले कोने। नुकीले कोने और किनारे. डिज़ाइन के दौरान इन स्थानों की पहचान करने के लिए परिमित तत्व विश्लेषण का उपयोग करने की आवश्यकता है, विशेष रूप से लोड ट्रांसफर पथ के साथ ज्यामितीय असंतुलन।
तनाव एकाग्रता अनुकूलन डिजाइन रणनीति
तनाव एकाग्रता को कम करने की मुख्य रणनीति ज्यामितीय संक्रमण को सुचारू बनाना है। पहला है नुकीले कोनों को गोल कोनों से बदलना। गोलाकार कोने की त्रिज्या जितनी बड़ी होगी, तनाव एकाग्रता गुणांक उतना ही छोटा होगा। यह अनुशंसा की जाती है कि गोल कोने की त्रिज्या दीवार की मोटाई के 10-20% से कम न हो। दूसरा, ज्यामितीय असंततता को कम करने के लिए क्रॉस-सेक्शन उत्परिवर्तन को एक पतला संक्रमण में बदलने के लिए संक्रमण टेपर का उपयोग करना है। तीसरा है स्थानीय मोटाई बढ़ाना, तनाव सघनता वाले क्षेत्रों में सामग्री की मोटाई बढ़ाना और नाममात्र तनाव कम करना। चौथा है तनाव कम करने वाले छिद्रों का उपयोग करना और तनाव को दूर करने के लिए मुख्य छिद्रों के पास छोटे छेद जोड़ना। पांचवां समर्थन हटाने से बचे तनाव एकाग्रता बिंदुओं से बचने के लिए समर्थन डिज़ाइन को अनुकूलित करना है। छठा मुद्रण दिशा को समायोजित करना है ताकि तनाव दिशा इंटरलेयर बॉन्डिंग दिशा के अनुरूप हो।
थकान जीवन की भविष्यवाणी और सत्यापन
3डी मुद्रित भागों की थकान जीवन भविष्यवाणी के लिए सामग्री और विनिर्माण दोषों की अनिसोट्रॉपी पर विचार करने की आवश्यकता है। आमतौर पर उपयोग की जाने वाली थकान जीवन भविष्यवाणी विधियों में शामिल हैं: एस-एन वक्र विधि, जो सामग्री थकान परीक्षण डेटा के आधार पर किसी दिए गए तनाव आयाम के तहत थकान जीवन की भविष्यवाणी करती है। तनाव-जीवन विधि, कम-चक्र थकान के लिए उपयुक्त। प्रारंभिक दोषों के दरार प्रसार पर विचार करते हुए, फ्रैक्चर यांत्रिकी विधि। परिमित तत्व थकान विश्लेषण, जीवन भविष्यवाणी के लिए तनाव विश्लेषण और सामग्री डेटा का संयोजन। सत्यापन परीक्षण को वास्तविक लोड स्थितियों का अनुकरण करने की आवश्यकता है, परीक्षण नमूनों की संख्या पर्याप्त होनी चाहिए (आमतौर पर प्रति समूह 5-10), और जीवन वितरण का सांख्यिकीय विश्लेषण किया जाना चाहिए।
थकान वाले जीवन को बेहतर बनाने के लिए व्यापक उपाय
3डी मुद्रित भागों के थकान भरे जीवन को बेहतर बनाने के लिए, हमें डिज़ाइन, प्रक्रिया और पोस्ट-प्रोसेसिंग के कई पहलुओं से शुरुआत करने की आवश्यकता है। डिजाइन के संदर्भ में, तेज ज्यामितीय विशेषताओं से बचा जाता है, लोड वितरण पथ को अनुकूलित करने के लिए बड़े गोलाकार कोनों और चिकनी संक्रमण का उपयोग किया जाता है। प्रक्रिया के संदर्भ में, अंतर-परत संबंध की गुणवत्ता सुनिश्चित करने, छिद्रों और दोषों को कम करने और आवश्यक होने पर प्रक्रिया अनुकूलन प्रयोगों का संचालन करने के लिए उचित मुद्रण मापदंडों का चयन करें। पोस्ट-प्रोसेसिंग के संदर्भ में, सतह के दोषों को खत्म करने के लिए सतह की पॉलिशिंग की जाती है, सतह के संपीड़न तनाव को पेश करने के लिए शॉट पीनिंग की जाती है, और आंतरिक तनाव को खत्म करने के लिए गर्मी उपचार किया जाता है। सामग्री चयन के संदर्भ में, अच्छी थकान गुणों वाली सामग्रियों को प्राथमिकता दी जाती है, जैसे इंजीनियरिंग रेजिन, नायलॉन, धातु, आदि।
मॉडल, रेखाचित्र, चित्र या लिखित नोट प्रस्तुत करें। इंजीनियर वास्तविक उपयोग के आधार पर सामग्री, प्रक्रिया, समापन और वितरण की समीक्षा करेंगे।