Ora un skarnir di pegamentu faya, nos promé pasonan tipikamente ta enserá evaluá si e forsa di adhesivo ta adekuá, e tratamentu di superfisie ta korekto, e impregnashon ta sufisiente, i e materialnan no a envehesié.
Sinembargo, den aplikashonnan di ingenieria real, sierto fayonan no ta kuminsá solamente na momentu di ponementu den servisio; mas bien, riesgonan potensial ta presente kaba unabes ku e adhesivo a kura kompletamente.
E peliger potensial aki ta e presensia di strès interno residual.
E ta invisibel i difísil pa midi presis direktamente, pero no ta di naturalesa místiko. Simplemente bisa, e adhesivo ta pasa den enkohimentu durante di kuramentu i friamentu; si e substrato rònt di dje ta restringí su deformashon liber, e porshon inredukibel ta bira strès residual denter di e kapa di adhesivo.
Awe, lo mi guia boso tur pa komprondé e konsepto aki kompletamente.
0 1 Dikon studi'é?
E peligernan di strès interno ta di un naturalesa di “almasenamentu di energia-”.
Ora e ta kura, e kapa di adhesivo ta warda un parti di energia di deformashon elástiko. E energia aki ta sirbi komo e forsa impulsor subyacente pa delaminashon interfasial siguiente, propagashon di mikrokrak i deformashon di deformashon.
Tuma delamináshon di interfase i delamináshon komo ehèmpel: tenshonnan interno ta akumulá riba e karga operashonal, kousando ku e tenshon real di interfase ta surpasá hopi e balor di rating kalkulá di e diseño-. Ku otro palabra, asta promé ku e kapa di adhesivo kuminsá servisio formal, e interfase ta sometí kaba na pre-tenshon eksesivo.
Un otro ehèmpel ta drift di eksaktitut, ku ta resultá partikularmente perhudisial pa asambleanan di presishon manera robot, motor i komponentenan optiko.
E posishon di e núkleo magnétiko den e motor, e aliniashon di komponentenan optiko, i e dimenshonnan di partinan struktural tur por pasa dor di drift a largu plaso debí na liberashon gradual di tenshonnan interno. Si komponentenan ta kumpli inicialmente durante montahe pero ta eksponé desviashonnan despues di sientos di ora di operashon, e tipo di problemanan ei hopi bia ta surgi for di e presensia di tenshonnan interno.
Adishonalmente, e bida di kansansio ta wòrdu redusí. Stress interno ta representá un nivel di strès promedio di término largu-ku kolektivamente ta baha e kurva di bida di kansansio. E kombinashon di siklo di temperatura, humedat i vibrashon hopi bia ta kondusí na situashonnan kaminda produktonan ta pasa pruebanan inisial pero ta faya durante produkshon masal.
P’esei, strès interno no ta un asuntu sekundario sino mas bien e prerekisito fundamental pa konfiabilidat di union. E ta determiná no solamente si adheshon por sosodé, pero tambe kon largu e vínkulo ta keda stabil despues di esei.
0 2 Unda strès interno ta originá?
Pa komprondé strès interno, mester komprondé su orígen promé.
E strès interno durante di kuramentu di adhesivo fundamentalmente ta surgi for di dos tipo di strain ku ta eksibí un tendensia di kontraé pero no por hasi esaki realmente.
E promé kategoria ta enkohimentu di kuramentu, tambe konosí komo enkohimentu kímiko.
Den monómeronan líkido, molèkülnan ta mantené kontakto a traves di forsanan di van der Waals (interakshonnan debil). No tin lasonan kímiko entre e atòmnan di e dos molèkülnan; nan ta simplemente eksistí den serkania, ku un distansia típiko di aproksimadamente 0.3–0.4 nm (ku ta representá e suma di e radionan di van der Waals di tur dos molèkül).
Durante e reakshon di polimerisashon, lasonan kovalente ta wòrdu formá entre monómeronan. Tumando e enlase individual C–C mas komun komo un ehèmpel, su largura di enlase ta aproksimadamente 0.154 nm. Esaki ta nifiká ku dos molèkül originalmente separá pa un distansia lòs di mas o ménos 0.35 nm awor ta wòrdu tresé huntu forsa dor di un enlase kovalente ku un largura di aproksimadamente 0.15 nm-resultando den un redukshon di e distansia intermolekular ku mas ku mitar. (Figura)
Na nivel makroskópiko, e kontrakshon simultáneo di trilion di e parnan molekular ei ta manifestá komo redukshon di volúmen. Esaki ta un konsekuensia físiko ku no por wòrdu evitá kompletamente den kualke reakshon di polimerisashon di adishon.
E di dos kategoria ta strès di desigualdat termal.
Hopi adhesivo ta rekerí keintamentu pa kura. Despues di kura, ora ta fria di temperatura haltu pa temperatura di kamber, e koefisientenan di ekspanshon termal di e adhesivo i e substrato ta diferensiá.
E koefisiente di ekspanshon termal di e adhesivo ta tipikamente signifikantemente mas haltu ku esun di materialnan básiko manera metal, magnet i serámika. Durante friamentu, e adhesivo tin e tendensia di kontraé mas aleu, pero e material di base ta prevení su kontrakshon liber, frenando asina e kapa di adhesivo i indusí strès interno residual.
E konsepto mas krítiko aki ta e punto di gel.
Promé ku e punto di gel, e adhesivo ta keda líkido i por flui. Durante e etapa aki, asta si kontrakshon sosodé, e material por disipa e deformashon ei a traves di fluho, reorganisashon i yenamentu, minimalisá asina e akumulamentu di tenshon interno.
Despues di e punto di gel, e situashon ta kambia. Un ret di tres-dimenshon ta kuminsá forma denter di e adhesivo, i e material ta transishoná gradualmente di un estado líkido pa un estado sólido. Den e fase aki, e kapa di adhesivo ta atkerí kapasidat di karga di karga i ta kuminsá “kòrda” e eventonan di enkohimentu i deformashon siguiente.
Ku otro palabra, e porshon di kontrakshon ku ta sosodé despues di e punto di gel ta berdaderamente propenso na generá strès interno.
Segun tempu ta pasa, e material ta solidifiká mas ainda, i su Tg ta subi kontinuamente. Ora e Tg surpasá e temperatura di operashon aktual, e kapa di adhesivo ta transishoná di un estado di rubber pa un estado di glas.
Ora drenta den e estado di glas, e módulo di e kapa di adhesivo ta oumentá rápidamente, hasiendo moveshon di segmento di kadena mas difísil; konsekuentemente, un parti di e strès ku anteriormente por a wòrdu liberá ta bira mas difísil pa liberá.
P’esei, strès interno por wòrdu komprondé simplemente komo:
Promé ku e punto di gel: kontrakshon por sosodé sin indusí strès fásilmente.
Despues di e punto di gel: e kapa di gel ta kuminsá forma un ret, i e siguiente enkohimentu ta wòrdu prevení.
Despues di vitrifikashon: e material ta bira rígido, ku su kadenanan molekular inmobilisá, hasiendo liberashon di strès mas difísil.
Manera nos tur sa:
Stress=Módulo × Deformashon
Stress interno final ≈ módulo efektivo × (redukshon di kuramentu despues di gelashon + deformashon di desigualdat termal) − liberashon di relahashon
Deformashon di desigualdat di kalor por wòrdu komprondé simplemente komo:
Deformashon di desigualdat termal ≈ (koefisiente di ekspanshon termal di e adhesivo − koefisiente di ekspanshon termal di e substrato) × diferensia di temperatura efektivo
Solamente e kontrakshon i desigualdat termal ku ta sosodé despues di e punto di gel, multipliká pa e módulo ku ta oumentá kontinuamente, menos e porshon liberá pa medio di relahashon durante e proseso, ta konstituí e strès interno nèt final.
Esaki tambe ta e motibu pakiko strès interno ta difísil pa studia: e no ta surgi abruptamente na un solo instante pero ta akumulá gradualmente durante e prosesonan di kura i friamentu. Durante henter e proseso aki, enkohimentu, temperatura, módulo, i e abilidat di e material pa liberá strès tur ta pasa den kambionan kontinuo.
03 Kon pa karakterisá: Promé midi e “resultado,” despues midi e “kousa.”
Awor ta ampliamente rekonosé ku strès interno no ta surgi abruptamente na un solo instante, pero mas bien ta akumulá gradualmente durante e prosesonan di kura i friamentu.
Tur parameter aki ta kambiando konstantemente: e tasa di kontrakshon, temperatura, módulo, i asta e abilidat di e material pa liberá strès tur ta varia.
P’esei, e karakterisashon di strès interno no por dependé solamente riba un solo balor numeriko; e mester atendé dos pregunta simultáneamente:
Promé, ki kantidat di tenshon òf deformashon ta keda na final?
Di dos, kon e tenshonnan aki ta wòrdu formá durante e proseso di kuramentu?
Ora ta trata di métodonan di tèst, nan por wòrdu dividí generalmente den dos kategoria.
Un kategoria ta enserá midimentu direkto di resultadonan di strès òf deformashon, miéntras ku e otro ta midi parameternan intrínseko di material pa establesé modelonan.
Kategoria 1: Midimentu direkto di resultadonan di tenshon òf deformashon
E aserkamentu aki ta enfoká riba determiná e grado di deformashon òf tenshon residual indusí den e struktura despues ku e adhesivo a kura.
E método mas klásiko ta e aserkamentu di doblamentu di biga di kantilever òf bimaterial. Adhesivo ta wòrdu apliká na blachinan di metal fini, wafernan di silikon, òf otro materialnan di substrato; durante kuramentu, enkohimentu di adhesivo ta kousa ku e substrato ta dobla. Dor di midi kurvatura den tempu real i empleá un método análogo na e ekuashon di Stoney, e strès promedio denter di e kapa di adhesivo por wòrdu kalkulá. E aserkamentu aki ta ofresé e bentahanan di ta intuitivo i bon-establesí, permitiendo e visualisashon di kurvanan ku ta deskribí kon strès ta varia ku tempu di kura.
Tambe tin e téknika di fibra Bragg grating (FBG). Dor di inkorporá fibranan optiko denter di un kapa di gel, por midi e deformashon denter di e gel den tempu real. E método aki ta duna un refleho mas eksakto di e estado interno di e gel kompará ku midimentunan di deformashon di superfisie so, ounke e ta enserá gastunan mas haltu i mas kompleksidat operashonal.
Monitoreo di deformashon di kura den laminadonan komposito usando un sensor optiko distribuí (Fuente di imágen)
Pa adhesivonan transparente, métodonan di fotoelastisidat òf birefringensia tambe por wòrdu empleá pa opservá distribushon di strès via birefringensia indusí pa strès-.
Adishonalmente, métodonan manera boramentu, muestra di núkleo, difrakshon di rayonan X- (XRD), dispershon di neutron, i analisis di kambio di Raman tambe por wòrdu empleá bou di kondishonnan spesífiko pa midi tenshon residual òf deformashon indirekto.