Trí thumthéitheoir PFA a úsáid mar thacaíocht mheicniúil-mar shampla, pláta sciath a shealbhú, braiteoir teochta a thacú, nó gníomhú mar bhall struchtúrach-cuirtear strus statach marthanach ar sheath an pholaiméir agus ar fheire gléasta. Faoi dhóthain struis, aistríonn PFA ó shreapán viscoelastic líneach (ráta brú inghnóthaithe, ama{-neamhspleách) go dtí sceith neamhlíneach (ag luasghéarú brú as a dtagann réabadh). Tarlaíonn tosú an tsliocht neamhlíneach nuair a sháraíonn an struis fheidhmeach thart ar 20–30% de neart toraidh gearrthéarmach an pholaiméir ag teocht oibriúcháin. I gcás PFA ag 100 céim (neart toraidh thart ar 12-15 MPa), is é an tairseach struis chriticiúil ná 2.5-4.5 MPa. Rachaidh téitheoir a úsáidtear mar thaca le strus lúbthachta níos mó ná 3 MPa isteach i gcreimeadh neamhlíneach laistigh de 500–2,000 uair, as a dtiocfaidh dífhoirmiúchán buan, tanú balla ag pointí tacaíochta, agus réabfaidh truaill sa deireadh. Chun tús a thuar ní mór an t-uasstrus marthanach ón ualach meicniúil a fheidhmítear a ríomh agus é a chur i gcomparáid leis an tairseach spleách ar an teocht.
Líneach vs. Neamh-Scríobhadh Líneach i PFA
Sa réimeas líneach viscoelastic (strus faoi bhun na tairsí), dífhoirmíonn PFA ag ráta leanúnach sraoilleála: ε=σ × J(t), áit a bhfuil J(t) an ghéilliúlacht (am-spleách ach ar strus-neamhspleách). Tá an dífhoirmiúchán fós inghnóthaithe ar dhíluchtú, agus ní carnann an t-ábhar damáiste buan. Maidir le téitheoir PFA a thacaíonn le mais 2 kg (fórsa 20 N) a dháiltear thar 10 cm ar fad, tá an strus lúbthachta i bhfeadán trastomhas 25 mm le balla 2 mm thart ar σ=M × y / I. Le haghaidh bíoma a thacaíonn go simplí le hualach lár, an mhóimint lúbthachta uasta M=F×L/4=20{0.1/N. Roinn modúlach Z=π × (D⁴ - d⁴)/(32×D) ≈ 1.5e-6 m³. Strus σ=M/Z=0.5 / 1.5e-6=0.33 MPa-i bhfad faoi bhun na tairsí. Tacóidh téitheoir den sórt sin leis an ualach ar feadh tréimhse éiginnte gan creep neamhlíneach.
Sa réimeas neamhlíneach sreinge (strus os cionn na tairsí), éiríonn an ráta sceite ag brath ar strus agus luasghéaraíonn sé le himeacht ama: ε=A × σ^n × t^m, áit a bhfuil n > 3 agus m > 1. Téann an t-ábhar isteach i gcreimeadh treasach, áit a gcruthaíonn folús, laghdaítear tiús an bhalla go háitiúil, agus díríonn an t-ualach ar thrasghearradh níos lú.{5} ag luasghéarú. I gcás téitheoir PFA a thacaíonn mais 20 kg (200 N), struis lúbthachta=3.3 MPa-ag an tairseach 100 céim . Ag an strus seo, cuirtear tús le scipeáil neamhlíneach tar éis 1,000–2,000 uair an chloig. Bogfaidh an feadán go feiceálach (sraonadh 5-10 mm) agus leanfaidh sé ag dul i léig le himeacht ama. Laghdaíonn tanú balla ag ga seachtrach an bhogha tiús áitiúil ó 2.0 mm go 1.5-1.7 mm laistigh de 5,000 uair an chloig, rud a chruthaíonn cosán tréscaoilteachta.
Teocht-Tréimhsí Gréine Cleithiúnacha
| Teocht Oibriúcháin ( céim ) | Neart Toradh PFA (MPa, fritháireamh 0.2%) | Tairseach Neamhlíneach Creep (20–30% den toradh) | Strus Criticiúil le haghaidh Réabadh Creep 1,000 uair an chloig | Ualach tipiciúil ar fheadán 25 mm (T) go dtí an Tairseach* |
|---|---|---|---|---|
| 20 céim (seomra) | 25–28 | 5.0–8.5 MPa | 12–15 MPa | 300–500 N (30–50 kg) |
| 50 céim | 18–22 | 3.5–6.5 MPa | 8–10 MPa | 200–350 N (20–35 kg) |
| 80 céim | 14–17 | 3.0–5.0 MPa | 6–8 MPa | 150–250 N (15–25 kg) |
| 100 céim | 12–15 | 2.5–4.5 MPa | 5–7 MPa | 120–200 N (12–20 kg) |
| 120 céim | 9–12 | 2.0–3.5 MPa | 4–5 MPa | 80–150 N (8–15 kg) |
| 140 céim | 7–10 | 1.5–3.0 MPa | 3–4 MPa | 60–100 N (6–10 kg) |
| 150 céim | 6–8 | 1.2–2.5 MPa | 2–3 MPa | 40–80 N (4–8 kg) |
*Le haghaidh léas tacaithe simplí (L=200 mm) le hualach sa lár ar fheadán balla 25 mm OD × 2 mm.
Tús á Réamh-Úsáid Ag Úsáid an Phrionsabail um Fhorshuíomh Teochta Am-
I gcás struis fheidhmithe ar leith, leanann an t-am chun tús a chur le himearcadh neamhlíneach gaol Arrhenius: t_onset=t_ref × exp[E_a/R × (1/T - 1/T_ref)], áit arb é E_a an fuinneamh gníomhachtaithe le haghaidh scealptha (thart ar 80–100 kJ/m) an t-am tagartha agus an teocht ag PFA, agus an t-am tagartha do PFA/m. strus. Maidir le strus ag an tairseach toraidh 20%, tá t_ref ag 100 céim thart ar 1,500 uair an chloig. Ag 120 céim , leis an strus iomlán céanna (gan céatadán den toradh), t_onset=1,500 × exp[-90,000/8.314 × (1/{393 - 1/373)]=1,500 × exp[- ×1,{20}=1,500 × exp[-10,825 × (-0.00014)]=1,500 × exp(1.52)=1,500 × 4.57=6,850 uair an chloig níos faide toisc go n-íslíonn an neart toraidh céanna le teocht, agus mar sin titeann an toradh iomlán den strus céanna le teocht. Ciallaíonn an toradh frith-iomasach seo go gcinntear tosú neamhlíneach creep ag an strus absalóideach i gcoibhneas leis an táirgeacht a bhraitheann ar an teocht, ní ar an teocht amháin.
Modh réamh-mheasta praiticiúil: Tomhais nó ríomh an strus teanntachta uasta marthanach sa truaill PFA ag an bpointe tacaíochta (go hiondúil snáithín seachtrach an fheadáin ag an lúibín tacaíochta). Roinn an strus seo ar an neart toraidh ag teocht oibriúcháin chun an cóimheas struis R=σ_applied / σ_yield(T) a fháil. Má tá R < 0.2, ní-sceitheadh neamhlíneach laistigh de 10,000 uair. Má tá R=0.2–0.3, tarlaíonn tosú ag 1,000–5,000 uair an chloig. Má tá R=0.3–0.4, tosú ag 100–1,000 uair. Má tá R > 0.4, sciobadh láithreach neamhlíneach agus teip laistigh de 100 uair.
Fíorú agus Maolú Allamuigh
For an existing heater used as a mechanical support, measure deflection (bow) annually. A deflection increasing at an accelerating rate indicates non-linear creep. For a 1 m long heater, an initial bow of 2–3 mm that grows to 8–10 mm within 12 months signals onset. Replace the heater and redesign the support to reduce load. Mitigation strategies include: adding a separate support rod (metal) to bear the mechanical load while the heater only provides heat; using a larger diameter heater (32 mm vs. 25 mm increases section modulus by 60–80%, reducing stress); installing the heater vertically (axial load, not bending) where PFA has much higher creep resistance (compressive creep threshold >10 MPa ag 100 céim ; nó téitheoir muinchille miotail (PFA thar chroílár miotail) a úsáid ina n-iompraíonn an miotal an t-ualach meicniúil. In aon chás, ba cheart go mbeadh sé mar rogha dheireanach téitheoir PFA a úsáid mar thacaíocht mheicniúil. Mar gheall ar iompar neamhlíneach sceite an pholaiméir níl sé iontaofa maidir le dleacht struchtúrach marthanach, go háirithe os cionn 80 céim .
Conclúid: Coinnigh Strus Marthanach Faoi bhun 20% de Neart Toradh
Tarlaíonn sé nuair a sháraíonn an strus teanntachta marthanach 20–30% de-neart táirgeacht theocht an pholaiméir-neamhlíneach, i dtéitheoirí PFA a úsáidtear mar thacaí meicniúla. Le haghaidh trastomhas tipiciúil 25 mm, téitheoir balla 2 mm ag 100 céim , is é 2.5-4.5 MPa an tairseach seo, a fhreagraíonn d'ualach meicniúil 120-200 N (12-20 kg) i gcumraíocht lúbthachta simplí. Faoi bhun na tairsí seo, taispeánann an téitheoir creep viscoelastic líneach le dífhoirmiúchán buan íosta thar blianta seirbhíse. Os cionn na tairsí seo, cuirtear tús le fánaíocht neamhlíneach laistigh de 100–5,000 uair an chloig, rud a fhágann go ndéantar bogha forchéimnitheach, tanú balla agus réabfaidh truaill sa deireadh. Ba cheart d’innealtóirí a dteastaíonn uathu feidhmiú mar thacaí struchtúracha: (1) struis fheidhmithe a choinneáil faoi bhun na tairsí toraidh 20 % trí thrastomhais níos mó nó trí réisí níos giorra; (2) bain úsáid as luchtú ingearach (aiseach) seachas lúbthachta; nó (3) tacaí miotail ar leithligh a sholáthar a iompraíonn an t-ualach meicniúil, rud a ligeann don téitheoir a fheidhm téimh phríomha amháin a chomhlíonadh. Tarlaíonn an teip réimse is coitianta ó shreap neamhlíneach nuair a úsáidtear téitheoir mar fheidhmchláir tacaíochta sciath nó mar bharra meascáin nuair nach bhfuil an t-ualach meicniúil cainníochtaithe agus go sáraíonn sé an tairseach go minic. Déan an t-ualach a chainníochtú roimh an suiteáil a dhearadh. Tógann tomhas scála simplí de mheáchan an chomhpháirt tacaithe agus ríomh strus lúbthachta 10 nóiméad agus cuireann sé cosc ar theip a d'fhéadfadh costas a thabhairt do na mílte in am downt agus athsholáthar.
