يتحول Timken إلى النيوترونات للحصول على تأثير على الضغوط الداخلية

تُستخدم المحامل في العديد من التطبيقات الشائعة مثل العجلات والتدريبات وحتى الألعاب مثل لعبة المغازل الشهيرة. تعتمد هذه التطبيقات والآخرين مثلهم على المحامل للسماح بتشكيلات حركة سلسة وفعالة من الدورات.
يستخدم باحثون من TimkenCompany ، الشركة العالمية الرائدة في تصنيع المحامل ، التشتت النيوتروني في وزارة الطاقة (RE) في Oak Ridge NationalLaboratory (ORNL) لتمديد عمر المحامل من خلال اكتساب فهم أفضل لكيفية تأثير الضغوط الداخلية المتبقية الناتجة خلال عملية التصنيع أداء.

يتم تصنيع المحامل بدقة من أجل الحصول على أحجام محكمة وتناسبها تمامًا ومصممة لتدوم لسنوات عديدة للأحمال الخفيفة للغاية والاستخدام والتشغيل على نطاق واسع. الأداء مهم بشكل خاص في مجالات مثل الفضاء والتعدين حيث السلامة أمر حيوي. ومع ذلك ، فإن الإجهادات المتبقية - وهي تشوهات داخلية مرنة صغيرة في هيكل المواد - يمكن أن يكون لها تأثير كبير في الحد من زمن الحمل والموثوقية.  

وقال فيكرام بيدكار ، المتخصص في المواد تيمكين: "تتولد الضغوط المتبقية بشكل أساسي من خلال عملية التصنيع". "جميع العمليات التي تمر بها - إعادة التشكيل والتعرض لارتفاع الحرارة - تخلق إجهادًا متبقًا. إذا كان لديك الكثير من الضغوطات ، يمكن أن يشوه الجزء. قد يشوه ذلك كثيرًا بحيث لا يمكنك استخدام أو استعادة الجزء".

بشكل عام ، محامل التصنيع تبدأ من الصلب الذي شكل شكل حلقة. بعد ذلك ، يتم استخدام مخرطة للحصول على الحجم المطلوب. في ذلك الوقت ، لا يزال الجزء "أخضر" ، كما يقول Bedekar ، مما يعني أنه لا يزال ناعمًا وغير جاهز للاستخدام. ثم يتم تطبيق المعالجة الحرارية لتصلب المواد. أخيرًا ، يتم الانتهاء من الجزء باستخدام مخرطة أو إزالة المواد الزائدة grinderto.

توفر النيوترونات للباحثين رؤى فريدة من نوعها في التركيب الذري للمادة وذلك بسبب خصائصها عالية الاختراق. سابقًا ، كان الباحثون يستخدمون الأشعة السينية المختبرية للنظر في المحامل ، لكن الباحثين لم يتمكنوا إلا من فحص ما يصل إلى 200 ميكرون داخل المحمل. القدرة على إلقاء نظرة على أقسام كاملة من محامل أعماق atgreater.

وقال Bedekar: "الأشعة السينية القياسية ليست قوية بما فيه الكفاية للذهاب في جميع أنحاء قسم". "النيوترونات هي الطريقة الوحيدة لتجاوزها ورؤيتها من الداخل."

باستخدام مرفق رسم خرائط الجهد المتبقي في النيوترون (NRSF2) ، HB-2B ، في مفاعل النظائر المشعة عالي التدفق (HFIR) في ORNL ، تمكن الباحثون من التخلص من الضغوط الداخلية المختلفة من كل خطوة في عملية التصنيع. سمحت لهم البيانات النيوترونية بمراقبة كيفية تغير حالة الضغط العصبي مع كل تكرار. يقول الباحثون إنهم اختاروا استخدام NRSF2 لأنه مناسب بشكل فريد لهذا النوع من التجربة.

وقال روهيت فوثالورو ، أخصائي تطوير المنتجات تيمكين: "كنا نبحث عن ما يمكننا القيام به من حيث رسم خرائط الإجهاد المتبقي". "لقد جئنا إلى NRSF2 لأننا شعرنا أنه يمكننا الحصول على مجموعة كاملة من العينات المميزة ورؤية الضغوط المتبقية."

يقول الفريق إنهم يعتزمون استخدام بيانات رسم خرائط الإجهاد المتبقية لتحسين نماذجهم الحسابية لتحسين توقعات الإجهاد الداخلية وعمليات التصنيع المحسنة.

وقال Bedekar "في النهاية ، يمكننا تكييف المعالجة أو تكييف الإجهاد الحراري بما يتناسب مع الأداء المطلوب للمحمل".

وقال فوثالورو: "لدينا نموذج حسابي اليوم يوفر التوجيه بشكل مناسب". "لكن للحصول على نموذج كمي مدفوع بشكل أساسي يعتمد على الفيزياء الفعلية للعملية ، مع التقاط السلالة المتبقية في الوقت الفعلي في الوقت الفعلي ، فهو أمر يتطلب التحقق التجريبي الشامل. نريد التحقق من صحة النموذج والانتقال به إلى المستوى التالي. "