Husker 엔지니어 풀림 원인, 볼트 풀림 해결 방법

6분 전 · 3분 읽음

2011년에는 미국의 가장 발전된 무인 항공기 중 하나가 추락했습니다. 2013년에는 파리에서 열차사고가 발생해 7명이 숨졌다. 그리고 2016년에는 유니온 퍼시픽(Union Pacific) 열차가 오레곤주 모지어(Mosier)에서 탈선하여 42,000갤런의 원유를 유출했습니다.

이는 기본 역학에서 가장 짜증나고 거의 이해되지 않는 현상 중 하나인 시간이 지남에 따라 볼트가 풀리는 현상이 어떻게 혼란을 초래할 수 있는지 보여주는 세 가지 극적인 예일 뿐입니다. 네브래스카 대학교-링컨의 키건 무어(Keegan Moore)는 국립과학재단(National Science Foundation)의 교수 조기 경력 개발 프로그램에서 5년간 727,410달러의 보조금을 받아 어떻게 이런 일이 발생하는지, 그리고 어떻게 예방할 수 있는지 연구하고 있습니다.

기계 및 재료 공학 조교수인 Moore는 "느슨한 볼트는 세간의 이목을 끄는 재앙의 원인일 뿐만 아니라 놀이터 장비와 자동차부터 생체 의학 임플란트와 James Webb 우주 망원경에 이르기까지 일상 생활에 위협이 됩니다."라고 말했습니다. .

Moore는 모든 유형의 인프라에 볼트와 나사가 편재함에도 불구하고 구조의 역학이 정상 작동 중 느슨해짐에 어떻게 영향을 미칠 수 있는지에 대해 거의 이해되지 않았다고 말했습니다.

무어는 "볼트와 연결부 풀림은 산업 혁명 이후 문제가 되었기 때문에 연구해 왔습니다"라고 말했습니다.

그는 자신의 연구가 이러한 질문 중 일부에 답이 되기를 바라고 있습니다. 그는 구조의 진동으로 인해 발생하는 회전 풀림에 중점을 둘 것입니다.

잠금 와셔는 볼트가 풀리는 것을 방지하는 데 사용되는 가장 일반적인 접근 방식이지만 많은 경우 효과가 없거나 풀림 속도를 증가시킵니다. 토크 너트와 볼트에 두 개의 너트를 사용하는 등의 다른 접근법은 풀림을 방지하는 것이 아니라 지연시키는 것처럼 보입니다.

Moore의 프로젝트는 초당 수천 프레임으로 촬영하는 고속 디지털 카메라를 사용하여 볼트가 함께 고정하는 표면인 인터페이스 접촉 조건을 측정합니다. 그는 볼트 머리나 너트 주변에서 측정된 변형이 볼트 구멍 주변 인터페이스 내부의 접촉 조건에 매핑될 수 있다고 믿습니다. 그는 또한 풀림의 역학을 재현하고 구조의 역학이 볼트 풀림에 어떻게 영향을 미치는지 결정하기 위한 모델링 프레임워크를 제작할 것입니다.

Moore는 "이것은 우리가 이전에 경험하지 못했던 인터페이스에서 무슨 일이 일어나고 있는지에 대한 새로운 창을 제공할 것이며 볼트가 느슨해지고 구조가 흔들릴 때 역학이 어떻게 변화하는지 측정할 수 있을 것입니다"라고 말했습니다.

한 가지 주요 과제는 하나의 느슨한 볼트가 구조의 다른 곳에 어떻게 영향을 미칠 수 있는지 이해하는 것입니다.

"볼트 하나의 변경으로 인해 다른 곳에서도 극적인 변화가 발생할 수 있습니다. 고장뿐만 아니라 작동에도 변화가 생길 수 있습니다."라고 그는 말했습니다.

볼트를 푸는 것은 미국의 노후화된 인프라의 한 측면입니다. 그는 자신의 연구가 모든 볼트를 모니터링하는 것보다 더 효율적일 수 있는 특정 문제 영역에 초점을 맞춘 예측 유지 관리로 이어질 수 있기를 바라고 있습니다.

모든 CAREER 보조금과 마찬가지로 Moore's에도 교육 요소가 포함되어 있습니다. 그는 경쟁이 아닌 협력적인 게임 기반 학습을 개발하여 기계 공학의 기존 역학 과정을 "게임화"하고 "교실에서 흥미와 호기심을 불러일으키고 아이디어 공유를 변화시키기 위해" 가상 현실 역학 실험실을 만들 계획입니다. 그는 또한 게임 기반 학습에 대한 새로운 대학원 과정을 만들 계획입니다.

NSF CAREER 상은 뛰어난 연구, 우수한 교육, 교육과 연구의 통합을 통해 교사-학자의 역할을 보여주는 예비 교수진을 지원합니다.