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工業(yè)自動(dòng)化機(jī)械運(yùn)行的動(dòng)態(tài)力學(xué)分析

什么是動(dòng)態(tài)力學(xué)分析？

動(dòng)態(tài)力學(xué)分析，稱為DMA，是一種測(cè)試固體和聚合物熔體物理性質(zhì)的方法。它用于生成有關(guān)模量和阻尼的數(shù)據(jù)，并可以測(cè)量力、頻率、應(yīng)變、應(yīng)力和溫度等特性。

它可以測(cè)量固體中物質(zhì)的流動(dòng)，也可以與溫度響應(yīng)的測(cè)量相結(jié)合進(jìn)行動(dòng)態(tài)機(jī)械熱分析（DMTA）。

這項(xiàng)技術(shù)的應(yīng)用已經(jīng)出現(xiàn)在許多場(chǎng)合；然而，近年來(lái)，它在工業(yè)自動(dòng)化機(jī)械分析中的應(yīng)用越來(lái)越廣泛。隨著技術(shù)的進(jìn)步，改進(jìn)和開(kāi)發(fā)新的電子電路、更好的傳感器、增強(qiáng)的信號(hào)接收系統(tǒng)以及更新的計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng)，DMA的使用越來(lái)越多，并且在工業(yè)環(huán)境中得到越來(lái)越多的應(yīng)用。

該技術(shù)能可靠地表征表面和材料，在工業(yè)自動(dòng)化機(jī)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(jī)器故障發(fā)生前預(yù)測(cè)和預(yù)防，減少因修理機(jī)器而浪費(fèi)的時(shí)間和資源，并消除因計(jì)劃外停機(jī)而造成的生產(chǎn)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(yè)自動(dòng)化機(jī)械中的應(yīng)用越來(lái)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(duì)樣品施加應(yīng)力。然后用專用設(shè)備記錄振蕩樣品響應(yīng)。彈性響應(yīng)用于計(jì)算模量，粘性響應(yīng)用于計(jì)算阻尼。換句話說(shuō)，計(jì)算是分別測(cè)量“同相”和“異相”的樣品響應(yīng)。

阻尼的計(jì)算在動(dòng)態(tài)力學(xué)分析中是很重要的，它是指在循環(huán)荷載作用下儲(chǔ)存在材料中的物理能量的耗散。工程師們用阻尼的計(jì)算來(lái)衡量一種材料釋放能量的程度。測(cè)量值以與材料相角相切的形式給出。阻尼測(cè)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(cè)量值會(huì)在外界因素的影響下發(fā)生變化，比如熱。在工業(yè)環(huán)境中，這是一個(gè)需要考慮的重要因素，因?yàn)殚L(zhǎng)期運(yùn)行產(chǎn)生的熱量以及將設(shè)備放置在與其他產(chǎn)熱機(jī)械一起的房間中，都會(huì)影響材料的性能。

當(dāng)力以正弦變形的形式施加在樣品上時(shí)，DMA也可以用來(lái)指示材料的剛度。對(duì)于這個(gè)已知的應(yīng)力，樣品將通過(guò)輕微變形作出反應(yīng)-這種變形的程度與材料的剛度有關(guān)。采用力馬達(dá)和傳動(dòng)軸形式的專用設(shè)備產(chǎn)生正弦波，并施加到材料樣品上。

動(dòng)態(tài)力學(xué)分析的局限性

然而，考慮到傳統(tǒng)驅(qū)動(dòng)軸依靠彈簧和穩(wěn)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(guān)注；組件可能不符合要求，這可能導(dǎo)致不準(zhǔn)確的力施加。最近，解決這個(gè)問(wèn)題的新技術(shù)已經(jīng)開(kāi)發(fā)出來(lái)。驅(qū)動(dòng)軸經(jīng)過(guò)革新，不需要軸承或彈簧來(lái)支撐驅(qū)動(dòng)軸。

在工業(yè)自動(dòng)化中，DMA可以用來(lái)選擇合適的機(jī)械材料。它可以預(yù)測(cè)它們?cè)陂L(zhǎng)時(shí)間運(yùn)行中的行為，從而使工程師能夠預(yù)測(cè)哪些材料性能最好。DMA還可用于分析當(dāng)前使用的機(jī)器，以確定其性能如何，是否需要進(jìn)行調(diào)整，以及機(jī)器故障的可能性是否很高。

因此，DMA可用于提高工業(yè)環(huán)境中的生產(chǎn)率，方法是防止因機(jī)器停機(jī)而導(dǎo)致生產(chǎn)停頓，以及通過(guò)分析制造機(jī)器所用的材料，幫助工程師設(shè)計(jì)性能更好的機(jī)械。

此外，DMA還可以提高使用自動(dòng)化機(jī)械的運(yùn)營(yíng)商的盈利能力，降低與機(jī)械維護(hù)和維修相關(guān)的成本，并幫助設(shè)計(jì)出工作速度更快而無(wú)故障風(fēng)險(xiǎn)的機(jī)器。

DMA在自動(dòng)化機(jī)械分析中的應(yīng)用前景

DMA很可能會(huì)繼續(xù)用于工業(yè)自動(dòng)化機(jī)械的機(jī)械分析。隨著技術(shù)的不斷發(fā)展，DMA有望在這種情況下變得更加普遍，隨著DMA的價(jià)值越來(lái)越清晰，越來(lái)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(shè)計(jì)下一代自動(dòng)化機(jī)械，并有助于識(shí)別性能可能優(yōu)于DMA中傳統(tǒng)使用的新材料。