கட்டுரை எண்.171 | காற்றுச் சுழல்களின் கீழ் ஒரு சாளரத் தாங்கியின் நிலைச் சுமைத் தாங்கும் திறன் மற்றும் அதன் இயக்கச் சுமைத் தாங்கும் திறன் ஒப்பீடு
கட்டுரை எண்.171 | காற்றுச் சுழல்களின் கீழ் ஒரு சாளரத் தாங்கியின் நிலைச் சுமைத் தாங்கும் திறன் மற்றும் அதன் இயக்கச் சுமைத் தாங்கும் திறன் ஒப்பீடு
ஒருஜன்னல் உராய்வு நிலைஒரு குறிப்பிட்ட எடை கொண்ட சன்னலை, ஒரு குறிப்பிட்ட திறப்புக் கோணத்தில் தாங்குவதற்காக இது மதிப்பிடப்படுகிறது. பொதுவாக கிலோகிராமில் குறிப்பிடப்படும் இந்த மதிப்பீடு, எளிமையானதாகத் தோன்றுகிறது. 20 கிலோகிராம் என மதிப்பிடப்பட்ட ஒரு தாங்கி, 20 கிலோகிராம் சன்னலைத் தாங்க வேண்டும். ஆனால் இந்த எண் நிலையான சுமைத் திறனைக் குறிக்கிறது—அதாவது, அமைதியான சூழ்நிலைகளில் அசையாமல் இருக்கும் ஒரு சன்னலைத் தாங்கும் திறன். நிஜ உலகம் அரிதாகவே அமைதியாக இருக்கும். காற்றின் திடீர் வேகங்கள், சன்னலின் நிலையான எடையிலிருந்து முற்றிலும் மாறுபட்ட சுமைகளை ஏற்படுத்துகின்றன. மேலும், நிலையான சூழ்நிலைகளில் முற்றிலும் போதுமானதாக இருக்கும் ஒரு தாங்கி, புயலின் இயக்க விசைகளுக்கு உட்படுத்தப்படும்போது கடுமையாகச் செயலிழக்கக்கூடும். உராய்வுத் தாங்கி வன்பொருளைக் குறிப்பிடும், நிறுவும் அல்லது நம்பியிருக்கும் எவருக்கும் இந்த இரண்டு சுமை நிலைகளுக்கு இடையிலான வேறுபாட்டைப் புரிந்துகொள்வது அவசியமாகும்.
நிலையான சுமை தாங்கும் திறன் என்பதன் பொருள் என்ன?
ஒரு நிலையான சுமை தாங்கும் திறன்ஜன்னல் உராய்வு நிலைஒரு தரப்படுத்தப்பட்ட சோதனையின் மூலம் இது தீர்மானிக்கப்படுகிறது. அச்சட்டத்தில், அறியப்பட்ட நிறையுள்ள ஒரு சாளரத்தால் உருவாக்கப்படும் திருப்புவிசையை உருவகப்படுத்தும் வகையில், அளவீடு செய்யப்பட்ட ஒரு எடை, கீல் அச்சிலிருந்து ஒரு குறிப்பிட்ட தூரத்தில் தாங்கியில் தொங்கவிடப்படுகிறது. தாங்கியானது நழுவாமல் இந்த எடையைத் தாங்க வேண்டும், மேலும் நழுவும் பகுதி அதன் நிர்ணயிக்கப்பட்ட நிலையிலிருந்து நகரக்கூடாது. இந்தச் சோதனையானது, தடத்தின் மீது அழுத்தப்படும் உராய்வுப் பட்டையால் உருவாக்கப்படும் தூய பிடிப்பு விசையை அளவிடுகிறது. இது ஒரு பயனுள்ள அடிப்படை அளவாகும், ஏனெனில் காற்று, அதிர்வு, திடீர் அசைவுகள் இல்லாத சிறந்த சூழ்நிலைகளில் தாங்கியானது சாளரத்தைத் தாங்க முடியும் என்பதை இது உறுதிப்படுத்துகிறது. நிலையான மதிப்பீடு, அந்த விவரக்குறிப்பு கொண்ட எந்தவொரு தாங்கியும் பூர்த்தி செய்ய வேண்டிய குறைந்தபட்ச செயல்திறனை வழங்குகிறது. இருப்பினும், இயற்கை தலையிடும்போது தாங்கி எவ்வாறு செயல்படும் என்பதன் முழுமையான விவரத்தை இது கூறுவதில்லை.
டைனமிக் லோடிங் என்பதன் பொருள் என்ன?
ஒரு டைனமிக் சுமை ஏற்றம்ஜன்னல் உராய்வு நிலை திறந்திருக்கும் சாளரத்தின் மீது பலத்த காற்று வீசும்போது இது நிகழ்கிறது. புவியீர்ப்பின் நிலையான கீழ்நோக்கிய இழுவிசையைப் போலல்லாமல், காற்றின் சுமைகள் அவற்றின் அளவு மற்றும் திசை ஆகிய இரண்டிலும் மாறுபடும் தன்மை கொண்டவை. ஒரு பலத்த காற்று சாளரத்தின் வெளிப்புறத்திலிருந்து தாக்கி, அதை மூடும் நிலைக்குத் தள்ளலாம், அல்லது ஒரு சாய்ந்த கோணத்திலிருந்து தாக்கி, ஒரு முறுக்கும் விசையை உருவாக்கலாம். சுமை வேகமாக உயர்கிறது—பெரும்பாலும் ஒரு வினாடிக்கும் குறைவான நேரத்தில் பூஜ்ஜியத்திலிருந்து உச்சபட்ச விசையை அடைகிறது—பின்னர், பலத்த காற்று கடந்து செல்லும் வேகத்திலேயே அதுவும் குறைகிறது. தாங்கியானது தன்னைத் தற்காத்துக் கொள்ளக்கூடிய ஒரு நிலையான விசையை எதிர்கொள்வதில்லை. அது தொடர்ச்சியான வேகமான விசைத் துடிப்புகளை எதிர்கொள்கிறது; அவற்றில் ஒவ்வொன்றும், திடீரெனப் பிரயோகிக்கப்படும் சுமைகளின் கீழ் இயக்கத்தை எதிர்க்கும் உராய்வுப் பட்டையின் திறனைச் சோதிக்கிறது. இது, நிலையான பிடிப்பிலிருந்து அடிப்படையில் வேறுபட்ட ஒரு இயந்திரவியல் சவாலாகும். படிப்படியாகப் பிரயோகிக்கப்படும் சுமையின் கீழ் உறுதியாகப் பிடிக்கும் ஒரு உராய்வுப் பட்டை, அதே சுமை திடீரெனப் பிரயோகிக்கப்படும்போது வழுக்கிச் செல்லக்கூடும். ஏனெனில், பட்டைக்கும் தடத்திற்கும் இடையிலான நிலையான உராய்வுக் குணகத்தை, முடுக்கிவிடப்படும் சாளரத்தின் உந்தம் கடந்துவிட முடியும்.
உந்தச் சிக்கல்
ஒரு பொருளின் மீது நிலையான மற்றும் மாறும் சுமையேற்றத்திற்கு இடையிலான முக்கியமான வேறுபாடுஜன்னல் உராய்வு நிலைஇதில் உந்தம் அடங்கியுள்ளது. நிலையான சூழ்நிலைகளில், தாங்குசட்டம் எதிர்க்க வேண்டிய ஒரே விசை, சாளரப் பட்டையின் நிறையின் மீதான ஈர்ப்பு விசை மட்டுமே. இயக்கச் சூழ்நிலைகளில், காற்று சாளரப் பட்டையை முடுக்கி, அதற்கு உந்தத்தை அளிக்கிறது. இப்போது தாங்குசட்டம் காற்றின் விசையை மட்டுமல்லாமல், திடீர் காற்று வீச்சின் போது சாளரப் பட்டை திரட்டிய இயக்க ஆற்றலையும் எதிர்க்க வேண்டும். ஒரு சிறிய கோணத்தில் முடுக்கப்பட்ட சாளரப் பட்டையானது, உராய்வுப் பட்டையால் உள்வாங்கப்பட வேண்டிய உந்தத்தைக் கொண்டுள்ளது. அந்தப் பட்டை இந்த ஆற்றலை போதுமான வேகத்தில் உள்வாங்க முடியாவிட்டால், சாளரப் பட்டை தொடர்ந்து நகர்ந்து, செல்லும் வழியில் மேலும் உந்தத்தை உருவாக்குகிறது. தாங்குசட்டம் ஒரு நிலையை அடையலாம், அங்கு உராய்வுப் பட்டை ஒருமுறை தோற்கடிக்கப்பட்டால், அதன் பிடியை மீண்டும் பெற முடியாது, ஏனெனில் நழுவும் பகுதி இப்போது மிகவும் வேகமாக நகர்வதால், அந்தப் பட்டையால் நிலையான உராய்வை மீண்டும் ஏற்படுத்த முடியாது. அப்போது, தாங்குசட்டத்தின் நிலையான மதிப்பீட்டைப் பொருட்படுத்தாமல், சாளரப் பட்டை படாரென மூடிக்கொள்ளும். இதனால்தான், அமைதியான வானிலையின் போது கச்சிதமாகப் பிடித்துக்கொண்டிருக்கும் ஒரு தாங்குசட்டம், புயலின் போது மிக மோசமாகத் தோல்வியடையக்கூடும்—மதிப்பீட்டை உருவாக்கிய நிலையான சோதனையை விட, இயக்கச் சுமை முறை அடிப்படையில் அதிக சவாலானது.
உற்பத்தியாளர்கள் வேறுபாட்டை எவ்வாறு கையாளுகிறார்கள்
பிரீமியம்ஜன்னல் உராய்வு நிலைஉற்பத்தியாளர்கள், அடிப்படை நிலை மதிப்பீட்டில் அடங்காத வடிவமைப்பு அம்சங்கள் மூலம், நிலை மற்றும் இயக்கச் சுமைகளுக்கு இடையிலான வேறுபாட்டைக் கணக்கில் கொள்கிறார்கள். உராய்வுப் பட்டையின் பொருள், அதன் நிலை உராய்வுக் குணகத்திற்காக மட்டுமல்லாமல், அதன் இயக்க உராய்வுப் பண்புகளுக்காகவும் தேர்ந்தெடுக்கப்படுகிறது—அதாவது, திடீரெனப் பிரயோகிக்கப்படும் சுமைகளின் கீழ் வழுக்கும் நிலைக்குச் செல்லாமல் பிடிப்பைத் தக்கவைத்துக் கொள்ளும் அதன் திறனுக்காக. இயக்கப் பிரதிபலிப்பை மேம்படுத்துவதற்காக, பட்டையின் மேற்பரப்பு சொரசொரப்பாகவோ அல்லது பள்ளங்கள் கொண்டதாகவோ இருக்கலாம். பட்டையைத் தடத்திற்கு எதிராக அழுத்தும் சுருள் பொறிமுறையானது, வேகமான இயக்கத்தை எதிர்க்கும் தணிப்புக் கூறுகளைக் கொண்டிருக்கலாம். சில தாங்கிகளில், இயக்க நிலைகளின் கீழ் மட்டுமே செயல்படும் ஒரு தனி சரிபார்ப்புப் பொறிமுறை உள்ளது; இது நிலைப் பிடிப்புக்குத் தேவையில்லாத கூடுதல் எதிர்ப்பை வழங்குகிறது. இந்த அம்சங்கள் செலவையும் சிக்கலையும் கூட்டுகின்றன, இதனால்தான் அவை உயர்-விவரக்குறிப்பு தாங்கிகளில் இடம்பெறுகின்றன. நிலை மதிப்பீடு மட்டும், இந்த இயக்கச் சுமை அம்சங்களைக் கொண்ட ஒரு தாங்கிக்கும் அவை இல்லாத ஒரு தாங்கிக்கும் இடையே வேறுபடுத்திக் காட்டுவதில்லை.
இரண்டாம் நிலை ஆயுதத்தின் பங்கு
சிலவற்றில் காணப்படும் இரண்டாம் நிலை நிலைப்படுத்தும் கைஜன்னல் உராய்வு நிலைஇயக்கச் சுமைத் தடுப்பில் வடிவமைப்புகள் ஒரு குறிப்பிட்ட பங்கை வகிக்கின்றன. திடீரென வீசும் காற்றின் வேகத்தின் கீழ், சாளரமானது மூடும் விசையை மட்டுமல்லாமல், சட்டகத்தைப் பொறுத்து அதைச் சுழற்ற முயற்சிக்கும் ஒரு முறுக்கு விசையையும் எதிர்கொள்கிறது. ஒற்றைக் கை தாங்கியில், இந்த முறுக்கலானது தடத்தில் உராய்வுப் பட்டையின் பிடிப்பு மற்றும் சாளரத் தாங்கியுடன் ஒற்றை இணைப்புக் கையின் இணைப்பு ஆகியவற்றால் மட்டுமே எதிர்க்கப்படுகிறது. இரட்டைக் கை தாங்கியானது, உராய்வின் மூலம் மட்டுமல்லாமல், இணைப்பு வடிவவியலின் இயந்திரவியல் கட்டுப்பாடு வழியாக இந்த முறுக்கு இயக்கத்தை நேரடியாக எதிர்க்கும் ஒரு இரண்டாவது சுமைப் பாதையை வழங்குகிறது. இரண்டாம் நிலைக் கையானது தாங்கியின் நிலைச் சுமை மதிப்பீட்டை அதிகரிப்பதில்லை—நிலைச் சோதனையானது பிடிப்பு விசையை மட்டுமே அளவிடுகிறது, இது உராய்வுப் பட்டையால் தீர்மானிக்கப்படுகிறது. அது என்ன செய்கிறது என்றால், ஒரு காற்றின் வேகத்தின் சிக்கலான, பல திசை விசைகளின் கீழ் சாளரத்தின் கட்டுப்பாட்டைப் பராமரிக்கும் தாங்கியின் திறனை மேம்படுத்துகிறது. இது ஒரு நிலை மதிப்பீடு வெளிப்படுத்தாத ஒரு இயக்கச் சுமை மேம்பாடு ஆகும்.
விவரக்குறிப்பு தாக்கங்கள்
தேர்ந்தெடுப்பதுஜன்னல் உராய்வு நிலைஒரு காரின் அதிகபட்ச வேகத்தை மட்டும் அடிப்படையாகக் கொண்டு அதைத் தேர்ந்தெடுப்பது, அதன் நிலையான சுமைத் திறனை மட்டும் அடிப்படையாகக் கொண்டு ஒரு காரைத் தேர்ந்தெடுப்பதைப் போன்றது. அந்த எண் உங்களுக்குப் பயனுள்ள ஒரு தகவலைத் தரும், ஆனால் ஒரு வளைவில் வாகனம் எவ்வாறு கையாளப்படும் அல்லது அவசரகாலச் சூழலில் எவ்வாறு நிற்கும் என்பதை அது கூறாது. பாதுகாப்பான, தாழ்வான கட்டிடங்களில் உள்ள ஜன்னல்களுக்கு, நிலையான சுமைத் திறன் போதுமான வழிகாட்டுதலாக இருக்கலாம். அங்கு காற்றின் சுமைகள் மிதமானவை, மேலும் நிலையான மற்றும் இயக்கத் திறன்களுக்கு இடையிலான வேறுபாடு சோதிக்கப்படுவதற்கு வாய்ப்பில்லை. திறந்தவெளி இடங்கள், மேல் தளங்கள், கடலோரப் பகுதிகள் அல்லது பலத்த அல்லது திடீர் காற்று வீசும் எந்தவொரு இடத்திலும் உள்ள ஜன்னல்களுக்கு, நிலையான சுமைத் திறன் மட்டும் போதாது. இயக்கச் சூழல்களில் சோதிக்கப்பட்ட, இயக்கச் சுமை எதிர்ப்பிற்காகவே பிரத்யேகமாக வடிவமைக்கப்பட்ட அம்சங்களைக் கொண்ட, மற்றும் அடிப்படை நிலையான கிலோகிராம் எண்ணைத் தாண்டிய செயல்திறன் தரவுகளை வழங்கக்கூடிய உற்பத்தியாளர்களால் மதிப்பிடப்பட்ட தாங்கு கம்பிகளைத் தேர்ந்தெடுப்பவர் தேட வேண்டும்.
முடிவு
ஒரு நிலையான சுமை தாங்கும் திறன்ஜன்னல் உராய்வு நிலைஅதன் நிஜ உலகச் செயல்திறனை அளவிடுவதற்கு இது ஒரு அவசியமான ஆனால் போதுமானதல்லாத அளவுகோலாகும். உகந்த சூழ்நிலைகளில் அந்தத் தாங்கி, சாளரத்தைத் தாங்கிப் பிடிக்கும் என்பதை இது உறுதிப்படுத்துகிறது. ஆனால், ஒரு புயலைத் தாங்கிப் பிடிக்கும் என்பதை இது உறுதிப்படுத்துவதில்லை. திடீரென வீசும் காற்றின் வேகத்தால் ஏற்படும் இயங்கு சுமைகள்—அதாவது, வேகமாகச் செலுத்தப்படும், திசையில் மாறுபடும், மற்றும் முடுக்கிவிடப்பட்ட சாளரத்தின் உந்தத்தைச் சுமந்து செல்லும்—ஈர்ப்பு விசையின் நிலையான இழுப்பை விட அடிப்படையில் மிகவும் சவாலான ஒரு நிலையைக் குறிக்கின்றன. அதன் நிலையான திறனை மட்டும் அடிப்படையாகக் கொண்டு குறிப்பிடப்பட்டு, நிறுவப்பட்டு, நம்பப்படும் ஒரு தாங்கி, அது மிகவும் தேவைப்படும் நேரத்தில் செயலிழக்கக்கூடும்: அதாவது, காற்று கடுமையாக வீசும்போது, சாளரம் திறந்திருக்கும்போது, ஒரு கனமான கண்ணாடித் தகடு பேரழிவை ஏற்படுத்தும் சக்தியுடன் வேகமாக மூடுவதைத் தடுக்கும் ஒரே விஷயமாக அந்தத் தாங்கி இருக்கும்போது. நிலையான மற்றும் இயங்கு திறனுக்கு இடையிலான வேறுபாட்டைப் புரிந்துகொள்வது, சோதனை ஆய்வகத்தில் மட்டுமல்லாமல், நிஜமான ஜன்னல்கள் தாங்க வேண்டிய நிஜமான வானிலையிலும் செயல்படும் வன்பொருளைத் தேர்ந்தெடுப்பதற்கான முதல் படியாகும்.
