संपर्क के बिना वोल्टेज

समग्र सामग्री हमारे जीवन के लगभग सभी क्षेत्रों में प्रवेश करती है, लेकिन विशेष रूप से दृढ़ता से - सभी प्रकार के परिवहन में। और उनके कार्यान्वयन की शुरुआत से ही, इसके निर्माण के चरण में और उपयोग में, समग्र सामग्री से बने ढांचे में आंतरिक तनाव का आकलन करने की समस्या है।



प्रोफेसर सर्गेई Kaloshkin के मार्गदर्शन में NUST "MISiS" के समग्र सामग्री केंद्र के वैज्ञानिकों ने बहुलक कंपोजिट में आंतरिक तनाव को नियंत्रित करने के लिए एक गैर-संपर्क विधि का प्रस्ताव रखा। नई विधि का उपयोग करना, तनाव की स्थिति और समग्र सामग्री से बने संरचनाओं के संचालन के दौरान आंतरिक क्षति की डिग्री का आकलन करने के लिए यह बहुत सरल और सस्ता है, जैसे विमान, दबाव पोत, जहाज के पतवार।



मूल्यांकन समस्या गंभीर रूप से महत्वपूर्ण क्यों है, काम के लेखकों में से एक, NUST "MISiS" PhD के समग्र सामग्री केंद्र के वरिष्ठ शोधकर्ता कहते हैं। एंड्री स्टेपास्किन: "ऐसी मिश्रित सामग्रियां हैं जहां निर्माण के बाद आंतरिक तनाव तन्यता की 95% तक पहुंच जाता है। यही है, वह थोड़ा और तनाव जोड़ देगा - और वह दरार जाएगा। उदाहरण के लिए, बुरान पुन: प्रयोज्य अंतरिक्ष यान के लिए बनाई गई समग्र सामग्री की एक संख्या, जिसमें उत्कृष्ट गर्मी प्रतिरोध और गर्मी प्रतिरोध था, उनके निर्माण प्रौद्योगिकी की ख़ासियत के कारण उच्च स्तर के आंतरिक तनाव थे। यह एक बड़ी समस्या बन गई: ग्रेविमोल सामग्री से एक उत्पाद प्राप्त करने के लिए (जिसका उपयोग जहाज के काले आवरण के लिए किया गया था), इसे शादी बनाने में पचास साल लगे। ''



निर्माण के बाद कार्बन प्लास्टिक, फाइबरग्लास, हाइब्रिड मिश्रित सामग्री में आंतरिक तनाव का ऐसा कोई स्तर नहीं होता है। लेकिन वे परिचालन भार, बाहरी वातावरण और मौसम के कारकों के प्रभाव में उत्पन्न होते हैं और जमा होते हैं, जिससे सामग्री को नुकसान हो सकता है और इसकी असर क्षमता में कमी हो सकती है। इस तरह के परिवर्तन परिचालन सुरक्षा को प्रभावित करते हैं और समय पर पहचान करने की आवश्यकता होती है।

समग्र संरचनाओं में तनाव को नियंत्रित करने के तरीके मौजूद हैं, लेकिन पूर्वानुमान की सटीकता के कारण अक्सर असुविधाजनक होते हैं और कभी-कभी लागू नहीं होते हैं। उदाहरण के लिए, गैर-संपर्क विधियां (अल्ट्रासाउंड, ध्वनिक दोष का पता लगाने, शिश्नोग्राफी) आपको केवल उन दोषों का पता लगाने की अनुमति देती हैं जो पहले से ही दिखाई दिए हैं और सामग्री में अभिनय करने वाले तनावों या संरचना के शरीर पर उनके वितरण के बारे में जानकारी प्रदान नहीं करते हैं। एंड्री स्टेपास्किन कहते हैं, "संरचना में तनाव की स्थिति का आकलन करने के लिए स्वीकृत तरीके संपर्क हैं और स्टिकर का उपयोग करके विभिन्न फिल्म सेंसर को सामग्री से जोड़ने की आवश्यकता होती है। इसलिए," दोष से पहले "मंच व्यावहारिक रूप से संपर्क रहित विधियों द्वारा कवर नहीं किया गया है।" इसलिए, हम ऐसी विधि विकसित कर रहे हैं। ”



विचार, जिसे काम में शामिल किया गया है, एक समग्र सामग्री में तनाव की स्थिति का मूल्यांकन करने के लिए 10-60 माइक्रोन के व्यास के साथ अनाकार चुंबकीय रूप से नरम माइक्रोवेयर्स का उपयोग करना है। विनिर्माण चरण पर तारों को कार्बन फाइबर की परतों के बीच रखा जाता है, जो वोल्टेज-संवेदनशील ग्रिड बनाता है।

माइक्रोवेर के आस-पास की सामग्री में तनाव की स्थिति प्रभावित करती है कि तार में पदार्थ बाहरी चुंबकीय क्षेत्र पर कैसे प्रतिक्रिया करता है। तदनुसार, इन मापों को संपर्क के बिना किया जा सकता है, संवेदनशील तत्व को जोड़ने की आवश्यकता नहीं है, इसके स्टिकर की आवश्यकता नहीं है, क्योंकि यह सामग्री के अंदर निर्माण चरण में आवश्यक गहराई तक एम्बेडेड है। यह भी महत्वपूर्ण है कि आप कुछ लागू दोष पहचान विधियों के विपरीत, केवल एक सेंसर का उपयोग कर सकते हैं, जिसके लिए अध्ययन किए गए हिस्से के दोनों तरफ उपकरण स्थापित करना आवश्यक है। वास्तव में, यह तकनीक समग्र रूप से स्थिति का आकलन करने की प्रक्रिया को सरल, तेज और सस्ता कर देती है, जिससे न केवल ठीक करने की अनुमति मिलती है, बल्कि गैर-संपर्क तरीके से दोषों की उपस्थिति का भी अनुमान लगाया जा सकता है।
फिलहाल, शोधकर्ताओं ने नरम चुंबकीय तारों को एक समग्र सामग्री में शामिल करने के लिए एक विधि का काम किया है, जिससे यह सुनिश्चित हो गया है कि समग्र सामग्री के गुण इससे खराब नहीं होते हैं, और विभिन्न माप मोडों पर भी काम किया है।



इस स्तर पर वैज्ञानिकों की कार्यप्रणाली को पहले से ही अंतरिक्ष और विमानन उद्योगों के कई प्रतिनिधियों, साथ ही समग्र सामग्रियों के डेवलपर्स द्वारा भी सराहना की गई थी। एंड्री स्टेपास्किन के अनुसार, अब शोधकर्ताओं को "प्रयोगशाला छोड़ना" है: प्रयोगशाला उपकरण के आधार पर सेंसर और मापने की प्रणाली का एक "फ़ील्ड" प्रोटोटाइप विकसित करना।
"हमने एक लंबी यात्रा का पहला कदम उठाया है," वैज्ञानिक ने जोर दिया। "लेकिन हम पहले से ही हमारे विकास के ठोस व्यावहारिक अनुप्रयोग को देखते हैं।" इसके अलावा, इसमें अतिरिक्त विशेषताएं हैं: सामग्री में पेश किया गया एक माइक्रोवियर्स जाल फाइबरग्लास संरचनाओं में उत्पन्न होने वाले स्थैतिक चार्ज की एक अतिरिक्त नाली प्रदान कर सकता है। हमारे तार अच्छी तरह से उस धातु की जाली को बदल सकते हैं जिसे अब इन सामग्रियों में डाला जा रहा है। "

शोधकर्ताओं ने जर्नल ऑफ अलॉयज एंड कम्पाउंड्स में प्रकाशित किया।

फ़ोटो द्वारा: सर्गेई ग्नुसकोव