في أنظمة الفرن الدوار ذات درجة الحرارة العالية،بكرات كربيد السيليكون (SiC).يتم تحليلها عادة على أنها هياكل شعاع تحت حمل الانحناء.
ونتيجة لذلك، يفترض العديد من المهندسين:
إجهاد الانحناء هو السبب الرئيسي لفشل الأسطوانة.
ومع ذلك، فإن الإخفاقات الميدانية غالباً ما تكشف عن واقع مختلف.
في كثير من الحالات، لا تبدأ الشقوق عند المركز حيث يكون عزم الانحناء في أعلى مستوياته، ولكن عند:
وهذا يثير سؤالاً هندسيًا مهمًا:
لماذا يبدأ الفشل عند مناطق التلامس بدلا من مناطق الانحناء القصوى؟
الجواب يكمن في الفرق بين:
من ميكانيكا الحزمة الكلاسيكية:
لذلك:
غالبًا ما يُفترض أن النطاق المركزي هو الموقع الأكثر خطورة.
وهذا المنطق صحيح جزئياً، ولكنه غير كامل.
لأنه في أنظمة الفرن الحقيقية:
يمكن أن يصبح إجهاد التلامس المحلي أكثر أهمية بكثير من إجهاد الانحناء الإجمالي.
أنماط الفشل النموذجية فيأنظمة الأسطوانة SSiCيشمل:
الأهم:
غالبًا ما يظل النطاق المركزي سليمًا حتى بعد بدء الفشل.
وهذا يدل بقوة على:
يتحكم تركيز الإجهاد المحلي في بدء الكراك.
يشير ضغط الاتصال إلى:
يتم توليد إجهاد موضعي للغاية عند لمس سطحين.
في أنظمة الفرن الدوار، يحدث الاتصال عند:
لأن منطقة الاتصال الفعلية صغيرة:
يمكن أن يصبح الضغط المحلي مرتفعًا للغاية.
بالنسبة للمعادن اللدنة:
قد يتم إعادة توزيع الإجهاد الموضعي من خلال تشوه البلاستيك.
لكن السيراميك يتصرف بشكل مختلف.
كربيد السيليكون هو:
هذا يعنى:
حتى قمم إجهاد الشد المحلية الصغيرة يمكن أن تؤدي إلى حدوث تشققات.
إجهاد الانحناء هو:
في كثير من الحالات:
يمكن للأسطوانة أن تتحمل إجهاد الانحناء المعتدل لفترات طويلة.
الإجهاد الاتصال هو:
هذا يخلق:
في السيراميك الهش:
عادة ما يكون الإجهاد الموضعي أكثر خطورة من الإجهاد الموزع.
في أنظمة الفرن العملية:
تتمتع مناطق الدعم بتأثيرات مشتركة لما يلي:
تتداخل هذه التأثيرات بالقرب من نهايات الأسطوانة.
نتيجة ل:
تصبح حالة الإجهاد المحلية أكثر خطورة بكثير من ثني العارضة البسيط.
وهذا ما يفسر السبب:
تبدأ شقوق الأسطوانة عادةً بالقرب من الدعامات وليس عند الامتداد المركزي.
عند درجة حرارة عالية:
تتمدد بكرات SiC حراريًا.
إذا قام نظام الدعم بتقييد هذا التوسع:
يتطور ضغط الاتصال الإضافي.
وهذا شائع بشكل خاص في:
موضوع ذو صلة:
تعمل الأنظمة المدعومة بالزنبرك على تحسين الموثوقية لأنها:
هذا يحول:
إجهاد الاتصال غير المنضبط
داخل:
تشوه مرن متحكم فيه.
نتيجة ل:
احتمال حدوث كسر هش مفاجئ يتناقص بشكل ملحوظ.
غالبًا ما يكون تسلسل الفشل الفعلي:
مناطق الاتصال الصغيرة تخلق تركيزًا للضغط.
يؤدي التسخين والتبريد المتكرر إلى تضخيم الضغط المحلي.
تبدأ الشقوق الصغيرة بالقرب من حافة التلامس.
وتمتد الشقوق تدريجيا في ظل دورات متكررة.
يحدث كسر في الحافة أو كسر مفاجئ للأسطوانة.
الأهم:
قد تظل المادة تبدو "قوية" بشكل عام.
من المفاهيم الخاطئة الشائعة ما يلي:
مادة أقوى = عمر أطول للأسطوانة.
لكن:
حتى كربيد السيليكون عالي القوة يمكن أن يفشل مبكرًا إذا تم التحكم في إجهاد التلامس بشكل سيء.
لهذا السبب:
غالبًا ما يكون تصميم النظام أكثر أهمية من قوة المواد وحدها.
لتقليل الفشل المرتبط بضغط الاتصال:
تجنب مناطق الاتصال الصغيرة للغاية.
تقليل التحميل غريب الأطوار أو غير المتكافئ.
أنظمة الربيع تقلل من تركيز الإجهاد.
درجة الحرارة الموحدة تقلل من عدم تطابق التوسع.
غالبًا ما يشير تقطيع الحواف المبكر إلى إجهاد التلامس المفرط.
القراءة ذات الصلة:
نحن نقدم:
تشمل التطبيقات:
في أنظمة الأسطوانة SiC:
غالبًا ما يكون إجهاد التلامس أكثر خطورة من إجهاد الانحناء.
لأن:
بالنسبة للمواد الخزفية الهشة مثل SSiC:
يتحكم توزيع الضغط المحلي في الموثوقية أكثر من تحميل الحزمة العالمية.
لذلك يعد فهم ميكانيكا التلامس أمرًا ضروريًا لتحسين عمر الأسطوانة على المدى الطويل وتقليل حالات فشل الفرن غير المتوقعة.
اتصل شخص: Ms. Yuki
الهاتف :: 8615517781293
Arabic
