工業自動化機械運行的動態力學分析

什么是動態力學分析？

動態力學分析，稱為DMA，是一種測試固體和聚合物熔體物理性質的方法。它用于生成有關模量和阻尼的數據，并可以測量力、頻率、應變、應力和溫度等特性。

它可以測量固體中物質的流動，也可以與溫度響應的測量相結合進行動態機械熱分析（DMTA）。

這項技術的應用已經出現在許多場合；然而，近年來，它在工業自動化機械分析中的應用越來越廣泛。隨著技術的進步，改進和開發新的電子電路、更好的傳感器、增強的信號接收系統以及更新的計算機控制系統，DMA的使用越來越多，并且在工業環境中得到越來越多的應用。

該技術能可靠地表征表面和材料，在工業自動化機械的分析中具有重要意義。重要的是，它被用于故障分析，允許工程師在機器故障發生前預測和預防，減少因修理機器而浪費的時間和資源，并消除因計劃外停機而造成的生產率損失。

特別是，DMA被用于分析聚合物和橡膠成分，這些成分在工業自動化機械中的應用越來越廣泛。

DMA是如何工作的？

DMA的工作原理是以振蕩力的形式對樣品施加應力。然后用專用設備記錄振蕩樣品響應。彈性響應用于計算模量，粘性響應用于計算阻尼。換句話說，計算是分別測量“同相”和“異相”的樣品響應。

阻尼的計算在動態力學分析中是很重要的，它是指在循環荷載作用下儲存在材料中的物理能量的耗散。工程師們用阻尼的計算來衡量一種材料釋放能量的程度。測量值以與材料相角相切的形式給出。阻尼測量還可以顯示一種材料吸收能量的能力。

一種材料的阻尼測量值會在外界因素的影響下發生變化，比如熱。在工業環境中，這是一個需要考慮的重要因素，因為長期運行產生的熱量以及將設備放置在與其他產熱機械一起的房間中，都會影響材料的性能。

當力以正弦變形的形式施加在樣品上時，DMA也可以用來指示材料的剛度。對于這個已知的應力，樣品將通過輕微變形作出反應-這種變形的程度與材料的剛度有關。采用力馬達和傳動軸形式的專用設備產生正弦波，并施加到材料樣品上。

動態力學分析的局限性

然而，考慮到傳統驅動軸依靠彈簧和穩定軸承向材料施加正確的力，這種方法的局限性一直受到關注；組件可能不符合要求，這可能導致不準確的力施加。最近，解決這個問題的新技術已經開發出來。驅動軸經過革新，不需要軸承或彈簧來支撐驅動軸。

在工業自動化中，DMA可以用來選擇合適的機械材料。它可以預測它們在長時間運行中的行為，從而使工程師能夠預測哪些材料性能最好。DMA還可用于分析當前使用的機器，以確定其性能如何，是否需要進行調整，以及機器故障的可能性是否很高。

因此，DMA可用于提高工業環境中的生產率，方法是防止因機器停機而導致生產停頓，以及通過分析制造機器所用的材料，幫助工程師設計性能更好的機械。

此外，DMA還可以提高使用自動化機械的運營商的盈利能力，降低與機械維護和維修相關的成本，并幫助設計出工作速度更快而無故障風險的機器。

DMA在自動化機械分析中的應用前景

DMA很可能會繼續用于工業自動化機械的機械分析。隨著技術的不斷發展，DMA有望在這種情況下變得更加普遍，隨著DMA的價值越來越清晰，越來越多的公司選擇將其添加到自己的流程中。DMA有可能有助于設計下一代自動化機械，并有助于識別性能可能優于DMA中傳統使用的新材料。