روش آزمون استاندارد ASTM E756 برای اندازه‌گیری خواص میرایی ارتعاش مواد

روش آزمون استاندارد ASTM E756 برای اندازه‌گیری خواص میرایی ارتعاش مواد

استاندارد «روش آزمون استاندارد ASTM E756 برای اندازه‌گیری خواص میرایی ارتعاش مواد» که توسط انجمن آمریکایی آزمایش و مواد (ASTM) تدوین شده است، روشی را برای اندازه‌گیری خواص میرایی ارتعاش مواد، از جمله ضریب اتلاف، مدول یانگ E و مدول برشی G، شرح می‌دهد.

روش آزمون استاندارد ASTM E756 برای اندازه‌گیری خواص میرایی ارتعاش مواد

این روش آزمایش، که در محدوده فرکانس ۵۰ تا ۵ کیلوهرتز و محدوده دمایی مفید ماده دقیق است، برای آزمایش موادی با کاربردهایی در ارتعاش سازه، آکوستیک ساختمان و کنترل نویز شنیداری مفید است. چنین موادی شامل فلزات، لعاب‌ها، سرامیک‌ها، لاستیک‌ها، پلاستیک‌ها، ماتریس‌های اپوکسی تقویت‌شده و چوب‌ها هستند که می‌توانند برای آزمایش پیکربندی‌های نمونه شکل داده شوند.

ضریب اتلاف مواد و مدول مواد میراگر به ویژه در طراحی معیارهایی برای کنترل ارتعاش در سازه‌ها و صدای منتشر شده از آنها در حالت رزونانس مفید هستند. این روش آزمایش، خواص یک ماده میراگر را با اندازه‌گیری غیرمستقیم با استفاده از نظریه تیر کنسول میراگر تعیین می‌کند. با اعمال نظریه تیر، خواص ماده میراگر حاصل، مستقل از هندسه نمونه آزمایشی مورد استفاده برای به دست آوردن آنها تعیین می‌شوند. سپس می‌توان از این خواص ماده میراگر در کنار مدل‌های ریاضی برای طراحی و پیش‌بینی عملکرد سیستم‌های میراگر قبل از ساخت سخت‌افزار استفاده کرد. این مدل‌ها شامل قیاس‌های ساده تیر و صفحه و همچنین مدل‌های تحلیل المان محدود هستند.

این روش آزمایش، هنگامی که برای آزمایش مواد متشکل از یک لایه واحد و همگن استفاده می‌شود، نتایج خوبی به همراه دارد. در برخی از کاربردهای میرایی، یک طرح میرایی ممکن است از دو یا چند لایه با خواص کاملاً متفاوت تشکیل شده باشد. برای اطمینان از بالاترین دقت ممکن در پیش‌بینی‌های مدل ریاضی، لایه‌های تشکیل‌دهنده این طرح‌های پیچیده باید جداگانه آزمایش شوند.

تمام اندازه‌گیری‌های میرایی در محدوده خطی انجام می‌شوند، به این معنی که مواد میرایی مطابق با نظریه ویسکوالاستیک خطی رفتار می‌کنند. اگر نیروی اعمال شده، تیر را فراتر از ناحیه خطی تحریک کند، تجزیه و تحلیل داده‌ها قابل استفاده نیست. برای رفتار خطی تیر، حداکثر جابجایی از حالت سکون برای یک تیر کامپوزیت باید کمتر از ضخامت تیر پایه باشد.

دامنه سیگنال نیروی اعمال شده به مبدل تحریک با فرکانس ثابت نگه داشته می‌شود. اگر دامنه نیرو را نتوان ثابت نگه داشت، پاسخ پرتو باید بر دامنه نیرو تقسیم شود. سپس نسبت پاسخ به نیرو (که به آن انطباق یا پیکاپ می‌گویند) به عنوان تابعی از فرکانس برای ارزیابی میرایی استفاده می‌شود.

استاندارد ASTM E756 در درجه اول به دلایل زیر ضروری تلقی می‌شود:

  • عملکرد میرایی را کمّی می‌کند: این استاندارد روشی استاندارد برای اندازه‌گیری خواص میرایی مواد، به‌ویژه پلیمرها، کامپوزیت‌ها و فرآیندهای میرایی ارائه می‌دهد. این استاندارد میزان اتلاف انرژی ارتعاش توسط یک ماده را کمّی می‌کند. این امر برای کاربردهایی که در آن‌ها باید نویز، شوک یا ارتعاش کنترل شود، بسیار مهم است.
  • تضمین ثبات در صنایع مختلف: تولیدکنندگان، مهندسان و محققان می‌توانند مواد را با استفاده از یک روش مشترک به طور مداوم مقایسه کنند. بدون استانداردی مانند ASTM E756، اندازه‌گیری‌ها می‌توانند بین آزمایشگاه‌ها یا محصولات به طور قابل توجهی متفاوت باشند و داده‌ها را غیرقابل اعتماد کنند.
  • پشتیبانی از توسعه مواد: دانشمندان علم مواد از این استاندارد برای توسعه و اعتبارسنجی مواد میراگر جدید، مانند لایه‌های ویسکوالاستیک یا فرآیندهای میراگر لایه مقید که معمولاً در محیط‌های خودرو، هوافضا و صنعتی استفاده می‌شوند، استفاده می‌کنند.
  • نکته حیاتی در طراحی محصول: محصولاتی که در معرض ارتعاش هستند، مانند هواپیما، خودرو، لوازم خانگی و لوازم الکترونیکی، به موادی نیاز دارند که بتوانند رزونانس را به حداقل برسانند و خستگی را کاهش دهند. طراحان برای انتخاب موادی که الزامات عملکرد و دوام را برآورده می‌کنند، به داده‌های ASTM E756 تکیه می‌کنند.
  • انطباق با مقررات و مشخصات: در صنایع تحت نظارت، عملکرد میرایی ممکن است بخشی از الزامات قراردادی یا ایمنی باشد. این استاندارد اغلب در استانداردهای نظامی، هوافضا و تولیدکنندگان تجهیزات اصلی (OEM) برای اطمینان از انطباق با مقررات مشخص می‌شود.
  • مدل‌سازی و شبیه‌سازی دقیق را امکان‌پذیر می‌کند: مهندسان از مشخصات میرایی استاندارد ASTM E756 برای ایجاد مدل‌های دقیق المان محدود از سیستم‌های دینامیکی استفاده می‌کنند که منجر به پیش‌بینی بهتر پاسخ سازه و عملکرد نویز و ارتعاش می‌شود.

به طور خلاصه، استاندارد ASTM E756 ضروری است زیرا روشی قابل اعتماد، تکرارپذیر و مورد قبول صنعت را برای توصیف نحوه واکنش مواد به ارتعاش ارائه می‌دهد. این امر از انتخاب مواد، طراحی سیستم، ایمنی محصول و نوآوری در بخش‌های مختلف پشتیبانی می‌کند.

خواص میرایی ارتعاش مواد، میزان جذب و اتلاف انرژی ارتعاش توسط یک ماده را توصیف می‌کند و مانع از عبور یا بازتاب آن می‌شود. به عبارت ساده، وقتی چیزی می‌لرزد یا می‌لرزد (مانند موتور ماشین یا ماشین لباسشویی)، مواد خاصی می‌توانند به آرام کردن ارتعاش کمک کنند (مانند بالشتکی که انرژی را جذب می‌کند). این توانایی، میرایی ارتعاش نامیده می‌شود.

ویژگی کلیدی اندازه‌گیری شده، ضریب اتلاف است. این معیار اصلی است. این نشان می‌دهد که یک ماده چه مقدار از انرژی ارتعاش را به گرما تبدیل می‌کند تا اینکه آن را هدایت کند. ضریب اتلاف بالاتر نشان دهنده میرایی بهتر است. مدول دینامیکی نشان دهنده میزان سفتی ماده هنگام ارتعاش است. اغلب برای درک چگونگی رفتار ماده در شرایط دنیای واقعی، این ضریب با میرایی ترکیب می‌شود.

نمونه‌هایی از مواد میراگر عبارتند از:

  • لاستیک و فوم در فضای داخلی خودرو
  • پلیمرهای ویسکوالاستیک در پنل‌های هواپیما
  • نوارها یا لایه‌های میراگر برای کاهش نویز در الکترونیک

خواص میرایی ارتعاش مواد برای کاهش سر و صدا (به ویژه در اتومبیل‌ها، ساختمان‌ها و لوازم الکترونیکی) مهم است. آنها همچنین از قطعات در برابر خستگی یا خرابی ناشی از ارتعاش مداوم محافظت می‌کنند. آنها همچنین راحتی و عملکرد سیستم را بهبود می‌بخشند (مانند وسایل نقلیه بی‌صداتر یا ماشین‌آلات روان‌تر).

سازمان ما که سال‌هاست از طریق طیف گسترده‌ای از فعالیت‌های آزمایش، اندازه‌گیری، تجزیه و تحلیل و ارزیابی، از کسب‌وکارها در تمام بخش‌ها پشتیبانی می‌کند، دارای تیمی قوی از کارکنان است که از نزدیک پیشرفت‌های جهانی در علم و فناوری را دنبال می‌کنند و دائماً در حال بهبود خود هستند. در این زمینه، ما همچنین خدمات آزمایش را مطابق با روش آزمون استاندارد ASTM E756 برای اندازه‌گیری خواص میرایی ارتعاش مواد ارائه می‌دهیم.

واتساپ