Tennessee ülikooli meeskond töötab välja uut meetodit kummivigade vaatamiseks ja ennustamiseks

Knoxville, TN – Tennessee, Knoxville'i ja Eastmani ülikooli uurimisrühma poolt välja töötatud uus meetod kummitootmise järjepidevuse ja kvaliteedi tagamiseks, näitab tõenäoliselt reaalset mõju selliste toodete nagu autode materjalide jätkusuutlikkusele ja vastupidavusele. rehvid.

Kuna tarbijad USA-s ja kogu maailmas on üha enam motiveeritud kasutama elektrisõidukeid ja loobuma fossiilkütustest sõltumisest, on praegused elektrisõidukite kasutajad avastanud ootamatu hooldusprobleemi. Suurema massi ja suurema pöördemomendi kombinatsiooni tõttu avaldavad elektrisõidukid tavarehvidele rohkem survet, mistõttu need lagunevad 30% kiiremini kui sisepõlemismootoriga sõidukite rehvid.

TÜ professor Fred N. Peebles ja IAMM-i tippjuht Dayakar Penumadu koos elektrotehnika magistrant Jun-Cheng Chini, järeldoktor Stephen Youngi ja kolme Eastmani teadlasega avaldasid hiljuti uurimistöö, mille eesmärk on lahendada kummitootmise üks levinumaid väljakutseid: vigade tuvastamine. materjalis.

Kumm sisaldab lisaaineid, nagu tsinkoksiid ja väävel, mis parandavad tugevust, elastsust ja muid soodsaid omadusi. Kui koostisosad ei jaotu ühtlaselt kogu kummitoote, näiteks autorehvide vahel, on materjalil vigu, mis põhjustavad toote enneaegse lagunemise.

"Kui sellised komponendid nagu väävel ei haju hästi, tekitab see lokaalseid kõvasid kohti," ütles Penumadu. "See kõva kraam tõmbab ligi palju mehaanilisi ja termilisi pingeid, mistõttu materjal laguneb enneaegselt."

Isegi juuksekarva laiune viga võib lühendada suure kummikomponendi (nt autorehvide) eluiga.

"See toob kaasa ohutuse ja majandusliku mõju," ütles Penumadu.

Selliste vigade tuvastamine ja uurimine – murdumismehaanikana tuntud valdkond – on materjali toimimise mõistmiseks ülioluline. Kuid selliste vigade leidmine enne, kui need tekitavad probleeme, on kummitööstust pikka aega vaevanud.

"Praegune tööstuse lähenemisviis on lõigata välja väike kummiproov ja seejärel jälgida seda optilise mikroskoobi all," ütles Penumadu. "See pole mitte ainult tüütu ja hävitav, vaid ka ebausaldusväärne. See nõuab, et peaksite eelnevalt ära arvama, kus läbipaistmatus proovis peate kontrollima vastuolusid.

Lisaks ei suuda optilised mikroskoobid kummikomponentidel vahet teha – näiteks väävel ja tsinkoksiid paistavad mõlemad valgete laikudena.

Penumadu meeskond on sellest probleemist üle saanud, kui läks üle optiliselt analüüsilt röntgen-kompuutertomograafiale. Proovi läbivad röntgenikiirgused hajuvad ja neelduvad erinevalt, olenevalt materjalidest, mida nad tabavad. Seejärel rekonstrueerib arvuti kummi sisemuse digitaalse 3D-mudeli.

"See on väga oluline punkt," ütles Penumadu. "XCT võimaldab meil näha materjali sisemust mitteinvasiivselt ja me näeme tegelikult iga komponendi jaotust."

Selle uue meetodi rakendamine suurendab kummitööstuse võimet näha ja ennustada vigu ning lõppkokkuvõttes toob kaasa ühtlasema kvaliteediga ja kauem kestvad kummitooted.

Oktoobris pälvis meeskond ajakirja Journal of Rubber Chemistry and Technology 2021. aasta Publikatsiooni tipptaseme auhinna murrangulise paberi „Väävli dispersiooni kvantitatiivne analüüs elastomeersete rehvide koostistes kõrge eraldusvõimega röntgenikiirguse kompuutertomograafia abil”, milles käsitletakse uut XCT meetodit ja nende uurimistulemused.

#kummist osad、#kummitoode、#kummistihend、#kummistihend、#kummist lõõts、#kohandatud kummidetail、 #autokummidetailid、#kummisegu、#kummipuks #Silikoonikummist osad、#Kohandatud silikoondetailid、#kummist voolik