工业自动化机械运行的动态力学分析

什么是动态力学分析？

动态力学分析，称为DMA，是一种测试固体和聚合物熔体物理性质的方法。它用于生成有关模量和阻尼的数据，并可以测量力、频率、应变、应力和温度等特性。

它可以测量固体中物质的流动，也可以与温度响应的测量相结合进行动态机械热分析（DMTA）。

这项技术的应用已经出现在许多场合；然而，近年来，它在工业自动化机械分析中的应用越来越广泛。随着技术的进步，改进和开发新的电子电路、更好的传感器、增强的信号接收系统以及更新的计算机控制系统，DMA的使用越来越多，并且在工业环境中得到越来越多的应用。

该技术能可靠地表征表面和材料，在工业自动化机械的分析中具有重要意义。重要的是，它被用于故障分析，允许工程师在机器故障发生前预测和预防，减少因修理机器而浪费的时间和资源，并消除因计划外停机而造成的生产率损失。

特别是，DMA被用于分析聚合物和橡胶成分，这些成分在工业自动化机械中的应用越来越广泛。

DMA是如何工作的？

DMA的工作原理是以振荡力的形式对样品施加应力。然后用专用设备记录振荡样品响应。弹性响应用于计算模量，粘性响应用于计算阻尼。换句话说，计算是分别测量“同相”和“异相”的样品响应。

阻尼的计算在动态力学分析中是很重要的，它是指在循环荷载作用下储存在材料中的物理能量的耗散。工程师们用阻尼的计算来衡量一种材料释放能量的程度。测量值以与材料相角相切的形式给出。阻尼测量还可以显示一种材料吸收能量的能力。

一种材料的阻尼测量值会在外界因素的影响下发生变化，比如热。在工业环境中，这是一个需要考虑的重要因素，因为长期运行产生的热量以及将设备放置在与其他产热机械一起的房间中，都会影响材料的性能。

当力以正弦变形的形式施加在样品上时，DMA也可以用来指示材料的刚度。对于这个已知的应力，样品将通过轻微变形作出反应-这种变形的程度与材料的刚度有关。采用力马达和传动轴形式的专用设备产生正弦波，并施加到材料样品上。

动态力学分析的局限性

然而，考虑到传统驱动轴依靠弹簧和稳定轴承向材料施加正确的力，这种方法的局限性一直受到关注；组件可能不符合要求，这可能导致不准确的力施加。最近，解决这个问题的新技术已经开发出来。驱动轴经过革新，不需要轴承或弹簧来支撑驱动轴。

在工业自动化中，DMA可以用来选择合适的机械材料。它可以预测它们在长时间运行中的行为，从而使工程师能够预测哪些材料性能最好。DMA还可用于分析当前使用的机器，以确定其性能如何，是否需要进行调整，以及机器故障的可能性是否很高。

因此，DMA可用于提高工业环境中的生产率，方法是防止因机器停机而导致生产停顿，以及通过分析制造机器所用的材料，帮助工程师设计性能更好的机械。

此外，DMA还可以提高使用自动化机械的运营商的盈利能力，降低与机械维护和维修相关的成本，并帮助设计出工作速度更快而无故障风险的机器。

DMA在自动化机械分析中的应用前景

DMA很可能会继续用于工业自动化机械的机械分析。随着技术的不断发展，DMA有望在这种情况下变得更加普遍，随着DMA的价值越来越清晰，越来越多的公司选择将其添加到自己的流程中。DMA有可能有助于设计下一代自动化机械，并有助于识别性能可能优于DMA中传统使用的新材料。