Явган аялалын уут дахь цаг агаарын эсэргүүцэл: материалууд халуун, хүйтэнд хэрхэн хариу үйлдэл үзүүлдэг

Танилцуулга: Яагаад температур нь явган аялалын цүнхний хамгийн үл тоомсорлодог дайсан вэ?

Явган аялагчид үүргэвчний бат бөх чанарыг үнэлэхдээ усны эсэргүүцэл, даавууны зузаан эсвэл нийт жинд гол анхаарлаа хандуулдаг.. Температурыг ихэвчлэн хоёрдогч асуудал гэж үздэг бөгөөд энэ нь зөвхөн экспедицүүдэд хамаатай зүйл юм. Бодит байдал дээр температурын хэлбэлзэл нь явган аялалын цүнхэнд үйлчилдэг хамгийн тогтвортой, хор хөнөөлтэй хүчний нэг юм.

Явган аялалын үүргэвч нь температурыг статик байдлаар мэдэрдэггүй. Энэ нь сүүдэр, нар, өдөр шөнө, хуурай агаар, чийгийн хооронд дахин дахин хөдөлдөг. Зуны уулын замд ашигласан савлагаа нь өдрийн наранд 50 хэмээс дээш температуртай тул нар жаргасны дараа 10 хэмээс доош хурдан хөргөнө. Өвлийн явган аялагчид ачааны дор даавуу, цахилгаан товч, оёдол зэргийг уян хатан болгохын зэрэгцээ багцыг тэгээс доогуур нөхцөлд байнга гаргадаг.

Эдгээр давтагдсан температурын мөчлөгүүд нь материаллаг зан төлөвийг эхлээд үл үзэгдэх боловч цаг хугацааны явцад хуримтлагддаг байдлаар өөрчлөхөд хүргэдэг. Даавуу зөөлөрч, хөшиж, агшиж, уян хатан чанараа алддаг. Бүрхүүл нь микроскопоор хагардаг. Даацын бүтэц нь халуунд хэв гажилт, хүйтэнд хөдөлгөөнийг эсэргүүцдэг. Сар эсвэл улирлын туршид эдгээр өөрчлөлтүүд нь тав тухтай байдал, ачааллын тогтвортой байдал, эвдрэлийн эрсдэлд шууд нөлөөлдөг.

Яаж гэдгийг ойлгож байна Хөгжилтэй цүнхний материал Тиймээс халуун хүйтэнд хариу үйлдэл үзүүлэх нь эрдэм шинжилгээний дасгал биш юм. Энэ нь урт хугацааны гүйцэтгэлийг урьдчилан таамаглахад чухал ач холбогдолтой, ялангуяа улирал эсвэл цаг уурын дагуу нүүдэллэдэг явган аялагчдын хувьд.

Орчин үеийн үүргэвчний материалууд бага температур, бага зэргийн цас, уулын уулын нөхцөлд хэрхэн тэсвэрлэдэгийг харуулсан бодит дэлхийн хүйтэн цаг агаарт явган аялалын хувилбар.

Гадна орчны температурын стрессийг ойлгох

Халуун, хүйтэн үүргэвчний материалд хэрхэн нөлөөлдөг

Бүх материал нь халах үед өргөжиж, хөргөхөд агшдаг. Хэмжээний өөрчлөлт нь маш бага мэт санагдаж болох ч давтан тэлэлт, агшилт нь дотоод стрессийг бий болгодог, ялангуяа янз бүрийн материалууд нийлдэг уулзварууд, тухайлбал, даавууны сүлжмэлийн давхарга, хөөсөөр хүрээний интерфэйс, эсвэл үндсэн нэхмэл эдлэлд наасан гадаргуутай.

Дулаан нь полимер доторх молекулын хөдөлгөөнийг нэмэгдүүлж, даавууг илүү уян хатан болгодог боловч ачааллын дор деформацид илүү өртөмтгий болгодог. Хүйтэн нь молекулын хөдөлгөөнийг бууруулж, хөшүүн, хэврэг байдлыг нэмэгдүүлдэг. Аль ч нөхцөл байдал нь бие даасан байдлаар гэмтээхгүй; Эдгээр төлөвүүдийн хооронд шилжих явцад материалууд механикаар ажиллах ёстой үед асуудал үүсдэг.

онд Үүрэг үүргэвч, температурын стресс нь байнгын хөдөлгөөнөөр нэмэгддэг. Алхам бүр нь арын самбар, мөрний оосор, ташааны бүс, бэхэлгээний цэгүүдийг уян хатан болгодог. Ачааллын дор эдгээр уян хатан мөчлөг нь өдөрт хэдэн мянган удаа тохиолддог бөгөөд материал нь оновчтой температурын хязгаараас гадуур байх үед ядаргаа хурдасгадаг.

Явган аялалд тохиолддог ердийн температурын хэлбэлзэл

Түгээмэл итгэл үнэмшлээс үл хамааран температуртай холбоотой ихэнх гэмтэл нь туйлын туйл эсвэл цөлийн орчинд тохиолддоггүй. Энэ нь явган аялал хийх нийтлэг нөхцөлд тохиолддог:

• Зуны нарны гэрэл нь бараан даавууны гадаргуугийн температурыг 45-55 ° C хүртэл нэмэгдүүлдэг.

• Намар, хаврын аялалд өдөр бүр 20-30 хэм хүртэл хэлбэлздэг.

• Өвлийн нөхцөл байдал нь үүргэвчийг ихэвчлэн -15 хэмээс -5 хэм хүртэл, ялангуяа өндөрт гаргадаг.

• Цас болон салхины хүйтрэл нь материалын температурыг орчны агаарын түвшнээс доогуур бууруулна.

Эдгээр мужууд нь ихэнх хэрэглэгчийн үүргэвчний үйл ажиллагааны дугтуйнд дөрвөлжин багтдаг бөгөөд энэ нь температурын ачаалал онцгой биш бөгөөд энэ нь ердийн зүйл юм.

Үүргэвчний үндсэн материал ба тэдгээрийн дулааны төлөв байдал

Nylon даавуу (210D–1000D): Дулаан тэсвэрлэх чадвар, хүйтэнд хэврэгшил

Nylon нь давамгайлсан даавуу хэвээр байна Үүрэг үүргэвч хүч, жингийн харьцаатай холбоотой. Гэсэн хэдий ч нейлон механик шинж чанар нь температурт мэдрэмтгий байдаг.

Өндөр температурт нейлон утас нь илүү уян хатан болдог. Энэ нь түр зуурын ая тухыг сайжруулж болохоос гадна ачааллын уналтад хүргэдэг, ялангуяа хурцадмал байдалд байгаа том хавтангуудад. Туршилтаар 40 хэмээс дээш температурт нейлон даавуу Тогтмол ачааллын үед суналт нь өрөөний температуртай харьцуулахад 8-12% -иар нэмэгдэх боломжтой.

Хүйтэн орчинд нейлон нь мэдэгдэхүйц хатуурдаг. -10°С-аас доош тохиолдолд зарим нейлон сүлжмэл даавуу нь хэврэг байдлаас болж урагдах эсэргүүцэл багасдаг, ялангуяа даавуу нь ачааллын дор нугалж эсвэл нугалж байвал. Ийм учраас хагарал нь даавууны хавтгай хэсэгт биш харин оёдол, нугалах шугамын дагуу хамгийн түрүүнд гарч ирдэг.

Зөвхөн Denier нь дулааны шинж чанарыг урьдчилан таамаглахгүй. Орчин үеийн шилэн хийцтэй, сайн зохион бүтээгдсэн 210D нейлон нь утаснуудын тууштай байдал, урагдахгүй интеграцчлалын ачаар хүйтэнд тэсвэртэй, хуучин 420D даавууг давж чаддаг.

Полиэфир даавуу: Хэмжээст тогтвортой байдал ба элэгдэлд тэсвэртэй

Полиэфир даавуу нь нейлоноос бага гигроскоптой бөгөөд температурын өөрчлөлтөд дээд зэргийн хэмжээст тогтвортой байдлыг харуулдаг. Энэ нь полиэфирийг дулааны эргэлт байнга хийдэг орчинд сэтгэл татам болгодог.

Өндөр температурт полиэфир нь нейлоноос илүү хэлбэрээ хадгалж, ачааллын шилжилтийг цаг хугацааны явцад бууруулдаг. Бага температурт полиэфир нь уян хатан чанарыг илүү удаан хадгалдаг. Гэсэн хэдий ч полиэфир нь ихэвчлэн ижил жинтэй үед элэгдэлд тэсвэртэй байдаг тул элэгдэл ихтэй бүсэд бэхлэлтийг шаарддаг.

Үүний үр дүнд полиэфирийг ихэвчлэн арын хавтан эсвэл дотоод тасалгаа гэх мэт элэгдэлд тэсвэртэй байдлаас илүү хэлбэрийг хадгалах нь чухал байдаг хавтангуудад стратегийн хувьд ашиглагддаг.

Давхардсан болон бүрсэн даавуу (PU, TPU, DWR)

Усанд тэсвэртэй эмчилгээ нь дулааны гүйцэтгэлд чухал үүрэг гүйцэтгэдэг. Хуучин загварт түгээмэл хэрэглэгддэг полиуретан (PU) бүрээс нь хүйтэн нөхцөлд хатуу болж, -5 хэмээс доош дахин нугалахад бичил хагарал үүсэх хандлагатай байдаг.

Термопластик полиуретан (TPU) бүрээс нь илүү өргөн температурт уян хатан чанарыг өгдөг. TPU нь PU хатуурах температурт уян хатан хэвээр байгаа тул өвлийн улиралд хэрэглэхэд ан цав үүсэхийг багасгадаг.

Удаан эдэлгээтэй ус зэвүүн (DWR) өнгөлгөө нь хүйтэнд биш харин халуунд болон элэгдэлд задардаг. Өндөр температурт үрэлттэй хослуулан DWR-ийн үр нөлөөг хадгалахгүй бол нэг улирлын дотор 30-50% -иар буурч болно.

Бодит хэрэглээнд явган аялалын цүнхний гүйцэтгэлд халуун хэрхэн нөлөөлдөг вэ

Өндөр температурт удаан хугацаагаар өртөх нь даавууны бүрээс, оёдлын бат бөх байдал, бүтцийн бүрэн бүтэн байдалд хүндрэл учруулдаг.

Даавуу зөөлрүүлэх ба ачааллыг сулруулах

Тогтвортой дулааны нөлөөн дор даавуу зөөлрөх нь ачааллын хуваарилалтад нарийн боловч хэмжигдэхүйц өөрчлөлтөд хүргэдэг. Самбарууд сунах тусам савлагааны хүндийн төв доош болон гадагш шилждэг.

10-15 кг жинтэй ачааны хувьд энэ ээлж нь хэдэн цагийн турш явган аялал хийхэд мөрний даралтыг ойролцоогоор 5-10% нэмэгдүүлдэг. Явган аялагчид ихэвчлэн мөрний оосорыг чангалж ухамсаргүйгээр нөхдөг бөгөөд энэ нь стрессийг улам төвлөрүүлж, ядаргаа хурдасгадаг.

Оёдол, наалт, оёдлын ядаргаа

Дулаан нь зөвхөн даавуунд төдийгүй утас, холбох бодисуудад нөлөөлдөг. Өндөр температурт, ялангуяа синтетик утаснуудад оёдлын хурцадмал байдал бага зэрэг буурдаг. Цаг хугацаа өнгөрөхөд энэ нь оёдол бүхий хавтангууд аажмаар буруу байрлалд ороход хүргэдэг.

Хэрэв наалдамхай систем нь өндөр температурт ажиллахад зориулагдаагүй бол наалдсан давхаргууд болон давхарласан арматурууд нь ялангуяа эмзэг байдаг. Эвдрэлд орсны дараа эдгээр хэсгүүд урагдах эхлэлийн цэг болдог.

Хэт ягаан туяанд өртөх нь дулаантай хослуулсан

Хэт ягаан туяа нь дулааны эвдрэлийг үүсгэдэг. Хэт ягаан туяанд өртөх нь полимер гинжийг эвдэж, суналтын бат бөх чанарыг бууруулдаг. Дулаантай хослуулснаар энэ доройтол хурдасдаг. Хээрийн судалгаагаар хэт ягаан туяа, халуунд маш их өртдөг даавуу нь тогтмол хэрэглэснээр хоёр жилийн дотор нулимсны бат бөх чанараа 20% алддаг болохыг харуулж байна.

Хүйтэн температур үүргэвчний зан байдлыг хэрхэн өөрчилдөг вэ?

Үүргэвчний даавуу, цахилгаан товч нь уулын ууланд явган аялал хийх үед хөлдөж, цас хуримтлагддаг.

Материалын хатуурал, уян хатан чанарыг бууруулдаг

Хүйтнээс үүдэлтэй хөшүүн байдал нь үүргэвчний биетэй хэрхэн харьцаж байгааг өөрчилдөг. Мөрний оосор болон ташааны бүс нь биеийн хөдөлгөөнд бага нийцэж, даралтын цэгүүдийг нэмэгдүүлдэг. Энэ нь ялангуяа өгсүүр авирах эсвэл динамик хөдөлгөөн хийх үед мэдэгдэхүйц юм.

-10 хэмээс доош температурт хөөсөн дэвсгэр нь мөн хатуурч, цочрол шингээх чадварыг бууруулж, тав тухыг бууруулдаг. Энэ хөшүүн байдал нь сав баглаа боодол нь бие махбодид хүрэх хүртэл дулаарч, хүйтэн нөхцөлд хэдэн цаг зарцуулдаг.

Цахилгаан товч, тэврэлт, тоног төхөөрөмжийн эвдрэл

Тоног төхөөрөмжийн эвдрэл нь хүйтэн цаг агаарын хамгийн түгээмэл асуудлуудын нэг юм. Хуванцар горхи нь температур буурах тусам хэврэг болдог. -20 хэмийн температурт зарим хэрэглээний хуванцарууд гэнэтийн цохилт, ачаалалд өртөх үед хугарлын эрсдэл 40% -иар нэмэгддэг.

Цип боловсруулдаг мөс үүсэх, тосолгооны үр ашиг буурах зэрэгт өртөмтгий байдаг. Металл цахилгаан товч нь хэт хүйтэнд илүү сайн ажилладаг боловч жин нэмдэг бөгөөд хүйтэнд шууд хүрч болно.

Хүйтний нөлөөгөөр бүрхүүлийн бичил хагарал

Хүйтэн нөхцөлд бүрсэн даавууг олон удаа нугалах нь нүцгэн нүдэнд үл үзэгдэх бичил хагарал үүсгэдэг. Цаг хугацаа өнгөрөхөд эдгээр хагарал нь чийг нэвчих боломжийг олгодог бөгөөд гаднах даавуу нь бүрэн бүтэн мэт харагдаж байсан ч ус үл нэвтрэх чадварыг бууруулдаг.

Харьцуулсан дүн шинжилгээ: Ижил үүргэвч, өөр өөр температур

30°C-ийн эсрэг -10°C-ийн гүйцэтгэл

Ижил ачааллын дор туршиж үзэхэд ижил үүргэвч нь температурын эрс тэс нөхцөлд мэдэгдэхүйц ялгаатай байдаг. 30 ° C-ийн температурт уян хатан байдал нэмэгдэж, харин бүтцийн бүрэн бүтэн байдал аажмаар буурдаг. -10 хэмд бүтэц нь бүрэн бүтэн хэвээр байгаа ч дасан зохицох чадвар нь буурдаг.

Явган аялагчид ижил жинтэй байсан ч сав баглаа боодлын шаардлага хангаагүйгээс хүйтэн нөхцөлд ачаалал ихэссэн гэж мэдэгджээ.

Хэт их температурт ачааллын хуваарилалтын үр ашиг

Дунд зэргийн температурт ачааллыг хонго руу шилжүүлэх нь илүү үр дүнтэй хэвээр байна. Хүйтэн нөхцөлд ташааны бүс чангарч, ачааллыг мөрөнд буцааж шилжүүлдэг. Энэ ээлж нь бүсний хийцээс хамааран мөрний ачааллыг 8-15% нэмэгдүүлэх боломжтой.

Ууланд өгсөх үед үүргэвчний ачааллын байдал нь бодит нөхцөл байдалд материал, бүтэц хэрхэн хариу үйлдэл үзүүлэхийг харуулдаг.

Цаг агаарын эсэргүүцлийг сайжруулах стратеги боловсруулах

Үгүйсгэгчийн тооноос гадна материалын сонголт

Орчин үеийн загвар нь материалыг зөвхөн зузаан биш харин дулааны хариу урвалын муруй дээр үндэслэн үнэлдэг. Шилэн даавууны чанар, сүлжмэлийн нягтрал, бүрэх химийн чанар нь үгүйсгэгч үнэлгээнээс илүү чухал юм.

Гибрид даавууны бүсчлэл

Стратегийн бүсчлэл нь температурт тэсвэртэй материалыг өндөр ачаалалтай газарт байрлуулж, бусад газарт хөнгөн даавууг ашигладаг. Энэ арга нь удаан эдэлгээ, жин, дулааны тогтвортой байдлыг тэнцвэржүүлдэг.

Температурын хэт туйлшралд зориулсан техник хангамжийн инженерчлэл

Өндөр хүчин чадалтай инженерийн хуванцар болон металлын эрлийзийг хэт их жин нэмэхгүйгээр хүйтний дутагдлыг багасгахын тулд улам бүр ашиглаж байна.

Температурын эсэргүүцэлтэй холбоотой зохицуулалт ба туршилтын стандартууд

Гадна тоног төхөөрөмж Температурын туршилтын норм

Лабораторийн туршилтууд нь температурын хэт туйлшралыг дуурайлган хийдэг боловч бодит хэрэглээ нь статик туршилтын нөхцлөөс давсан стресс, хөдөлгөөн, ачаалал, чийг зэргийг агуулдаг.

Байгаль орчин, химийн нийцэл

Зарим бүрээсийг хязгаарласан дүрэм журам нь инновацийг илүү өргөн температурын хязгаарт ажиллах илүү цэвэр, тогтвортой хувилбар руу түлхэж байна.

Аж үйлдвэрийн чиг хандлага: Уур амьсгалын талаарх ойлголт үүргэвчний дизайныг хэрхэн өөрчилж байна вэ?

Уур амьсгалын өөрчлөлт нэмэгдэхийн хэрээр дөрвөн улирлын гүйцэтгэл нь үндсэн хүлээлт болсон. Үйлдвэрлэгчид одоо хамгийн тохиромжтой орчинд хамгийн дээд гүйцэтгэлээс илүү нөхцөл байдлын дагуу тогтвортой байдлыг чухалчил.

Цаг агаарт тэсвэртэй цүнхийг сонгохдоо явган аялагчдад зориулсан практик анхаарах зүйлс

Цаг уурын нөхцөлд тохирсон материал

Хүлээгдэж буй температурын хязгаарт тохирсон материалыг сонгох нь хамгийн дээд үзүүлэлтийг хөөхөөс илүү чухал юм.

Температурын стресс дор засвар үйлчилгээ, хадгалалт

Халуун орчин эсвэл хөлдөлтийн нөхцөлд зохисгүй хадгалалт нь доройтлыг хурдасгадаг. Хяналттай хатаах, температурын тогтвортой хадгалалт нь ашиглалтын хугацааг мэдэгдэхүйц уртасгадаг.

Дүгнэлт: Цаг агаарын эсэргүүцэл нь онцлог шинж чанар биш систем юм

Цаг агаарын эсэргүүцэл нь материал, бүтэц, ашиглалтын нөхцлийн харилцан үйлчлэлээс үүсдэг. Халуун, хүйтэн нь үүргэвчиндээ зөвхөн туршилт хийдэггүй бөгөөд цаг хугацааны явцад хэлбэр дүрсээ өөрчилдөг. Энэхүү бодит байдлыг харгалзан үзсэн загварууд нь хамгийн тохиромжтой нөхцөлд богино хугацаанд сайн байхын оронд улирлын туршид тогтвортой гүйцэтгэлийг өгдөг.

Материалууд температурт хэрхэн хариу үйлдэл үзүүлдэгийг ойлгох нь явган аялалд оролцогчдод үүргэвчийг маркетингийн зардлаар бус харин функцээр нь үнэлэх боломжийг олгодог. Уур амьсгал өөрчлөгдөж, явган аялал хийх орчин улам бүр олон болж буй эрин үед энэхүү ойлголт нь урьд өмнөхөөсөө илүү чухал болж байна.

Түгээмэл асуулт

1. Явган аялал хийх үүргэвчний материалд халуун хэрхэн нөлөөлдөг вэ?

Дулаан нь синтетик даавууны молекулын хөдөлгөөнийг нэмэгдүүлж, ачааллын дор зөөлрүүлж, сунгахад хүргэдэг. Цаг хугацаа өнгөрөхөд энэ нь даавуу унжих, оёдлын сульдах, ачааллын тогтворжилтыг бууруулахад хүргэдэг, ялангуяа нарны гэрэлд удаан хугацаагаар алхах үед.

2. Явган аялалын үүргэвч нь хүйтэн эсвэл халуунд илүү их гэмтдэг үү?

Халуун ч, хүйтэн ч дангаараа хамгийн их хохирол учруулдаггүй. Халуун өдөр, дараа нь хүйтэн шөнө гэх мэт давтагдах температурын мөчлөг нь материалын ядаргаа, бүрхүүлийн эвдрэлийг хурдасгах тэлэлт, агшилтын стрессийг үүсгэдэг.

3. Хөлдөлтийн үед ямар үүргэвчний материал хамгийн сайн ажилладаг вэ?

Дэвшилтэт нейлон сүлжмэл болон TPU бүрсэн даавуу гэх мэт бага температурт илүү уян хатан чанартай материалууд нь давтан хөдөлгөөн хийх үед хэврэгшил, бичил хагарлыг эсэргүүцэх замаар хөлдөлтийн нөхцөлд илүү сайн ажилладаг.

4. Хүйтэн цаг агаарт ус үл нэвтрэх бүрхүүл бүтэлгүйтдэг үү?

Зарим ус нэвтэрдэггүй бүрээс, ялангуяа хуучин полиуретан дээр суурилсан давхарга нь хүйтэн орчинд хатуурч, бичил хагарал үүсгэдэг. Эдгээр хагарал нь даавуу бүрэн бүтэн мэт харагдаж байсан ч урт хугацааны усны эсэргүүцлийг бууруулж болно.

5. Явган аялагчид үүргэвчний насыг янз бүрийн улиралд хэрхэн уртасгах вэ?

Зөв хатаах, температурт тогтвортой хадгалах, удаан хугацаагаар халуунд өртөхгүй байх нь материалын эвдрэлийг эрс багасгадаг. Улирлын чанартай засвар үйлчилгээ нь даавууны уян хатан байдал, бүрээс, бүтцийн бүрэлдэхүүн хэсгүүдийг хадгалахад тусалдаг.

Сэдэв яр

1. Полимер дээр суурилсан гадаа нэхмэл эдлэлд үзүүлэх дулааны нөлөө
   Хоррокууд А.
   Болтоны их сургууль
   Техникийн нэхмэлийн судалгааны баримтууд

2. Нийлэг утаснуудын байгаль орчны доройтол
   Херл Ж.
   Манчестерийн их сургууль
   Полимер задралын судалгаа

3. Хүйтэн орчинд бүрсэн даавууны гүйцэтгэл
   Ананд С.
   Энэтхэгийн Технологийн Хүрээлэн
   Үйлдвэрийн нэхмэлийн сэтгүүл

4. Ачааны тэрэгний систем ба материалын ядаргаа
   Кнапик Ж.
   АНУ-ын армийн хүрээлэн буй орчны анагаах ухааны судалгааны хүрээлэн
   Цэргийн эргономикийн хэвлэлүүд

5. Уур амьсгалын стрессийн үед гаднах тоног төхөөрөмжийн бат бөх байдал
   Купер Т.
   Эксетерийн их сургууль
   Бүтээгдэхүүний ашиглалтын хугацаа ба тогтвортой байдлын судалгаа

6. Nylon болон полиэфир даавууны хэт ягаан туяаны болон дулааны хөгшрөлт
   Випич Г.
   ChemTec Publishing
   Полимер хөгшрөлтийн гарын авлага

7. Хүйтэнд тэсвэртэй гадаа тоног төхөөрөмжийн дизайны зарчим
   Хэвенит Г.
   Лофборогийн их сургууль
   Эргономик ба дулааны ая тухтай байдлын судалгаа

8. Хэт их температурт ус нэвтэрдэггүй бүрхүүлийн зан байдал
   Муту С.
   Springer International Publishing
   Нэхмэлийн шинжлэх ухаан ба хувцасны технологийн цуврал

Цаг агаарт тэсвэртэй явган аялалын үүргэвчинд зориулсан семантик контекст ба шийдвэрийн логик