המחברים רוצים להכיר טים קראנץ מנאס&quot;א גלן ודוויין דטוויילר מהונדה מו&quot;פ לתמיכה הטכנית שלהם ובסוג תרומה. תמיכה כספית למחקר זה סופקה על ידי ארגוני החברים של מרכז Smart רכב מושגים (www.SmartVehicleCenter.org), קרן המדע והתעשייה / אוניברסיטת מרכז מחקר שיתופי לאומי (I / UCRC). SD נתמך על ידי מושגים חכמים רכב בוגר מלגה ומלגת אוניברסיטה מבית הספר למוסמכי אוניברסיטת מדינת אוהיו.

1. פיתוח של Tribometer השתנה <ol style=";text-align:right;direction:rtl"><li style=";text-align:right;direction:rtl"> התקן המשנה צ&#39;אק-מוטורי. <ol style=";text-align:right;direction:rtl"><li style=";text-align:right;direction:rtl"> שולחן בידוד רעידות רמה. הנח מנוע DC על השולחן; הרמה המוטורית עם shims ולתקן את זה עם תמוכות וברגים. הנח מסגרת תמיכה סביב המנוע. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> חבר פיר splined לציר המנוע באמצעות מפתח. שים צלחת תמיכה במסגרת עם פיר splined הולך דרך החור בצלחת. סט דחף מחט רולים על צלחת התמיכה וסביב פיר splined. לשמן את הנושא עם חיתוך נוזלים. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> חבר את מוט splined לצ&#39;אק דרך צלחת מתאם, שבו יש צימוד splined פיר בצד אחד ודפוס הבורג של צ&#39;אק בצד השני. בשלב זה, צ&#39;אק נתמך על ידי המסגרת דרך נושאת הדחף ומחובר לרכב באמצעות צלחת המתאם. </li></ol></li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> התקן את מכלול gymbal. <ol style=";text-align:right;direction:rtl"><li style=";text-align:right;direction:rtl"> לבנות את מסגרת התמיכה באמצעות תמוכות U-ערוץ, בסוגריים, וברגים. השתמש בארבע תמוכות עוד עמודים, ולהשתמש בשלושה אלה קצרים יותר כקורות צולבות. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> אבטח את ארבעת עמודים לשולחן בידוד רעידות באמצעות סוגריים וברגים. חבר את ההרכבה gymbal לקורת האמצע באמצעות ברגים ואומים. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> התקן תא עומס אופקי מונחה בהרכבת gymbal; נוקשות להתחבר צד אחד של תא העומס למסגרת של ההרכבה gymbal, תוך חיבור הצד השני לזרוע gymbal עם חוט. </li></ol></li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> להרכיב את המפעיל פיזואלקטריים. <ol style=";text-align:right;direction:rtl"><li style=";text-align:right;direction:rtl"> הכנס 3 במוט ארוך, באופן מלא ההליכים דרך החור של הערימה פיזואלקטריים; לשים מכונת כביסה אחת ואגוז אחד בכל קצה של הערימה; להשאיר על 1/8 בחוט הבולט מסוף האגוז אחד. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> להדק את האגוזים בשני הקצוות כדי ליצור preload בערימה. חבר את החוטים הארוכים, נחשפו לזרוע gymbal באמצעות אגוזים ומכונה כביסה. אגוז בלוט חוט על הקצה השני של דיסק פייזו מפעיל ולהוסיף בצ&#39;אק (אגוז בלוט זהודיסק המשמש למטרות הגדרה, לא לבדיקה). </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> התאם את הגובה של ההרכבה gymbal כך שאגוז הבלוט הוא במגע עם החלק העליון של הדיסק וזרוע gymbal היא רמה. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> להתאים את המיקום של ההרכבה gymbal כך שנקודת המגע בין אגוז הבלוט והדיסק היא כ -25 מ&quot;מ ממרכז הסיבוב של הדיסק. להדק את כל הברגים בסט-אפ כדי להבטיח יציבות. </li></ol></li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> הקים דור אות, הגברה אות, ותת-מערכות איסוף נתונים. <ol style=";text-align:right;direction:rtl"><li style=";text-align:right;direction:rtl"> חבר מערכת רכישת נתונים למחשב במעבדה. חבר את הפלט של מחולל אותות לכניסה של מגבר חשמלי. חבר את תפוקת המגבר עם חוטי הקלט של מחסנית פיזואלקטריים. חבר את צגי מגבר למערכת רכישת נתונים. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> חבר את תא העומס למזגן אות, ולאחר מכן חבר את הפלט של מזגן האות למערכת רכישת נתונים. </li></ol></li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> הגדרה נוסף.<ol style=";text-align:right;direction:rtl"><li style=";text-align:right;direction:rtl"> חבר צינור אוויר לחנות אוויר. תקן את קצה הצינור למסגרת כזו שנקודות היציאה שלה בפייזו המפעיל. הדבק את קצה התרמי לפייזו המפעיל. חבר את המוביל התרמי לקורא; לתלות את הקורא על המסגרת. </li></ol></li></ol> הכנת 2. טרום-מבחן <ol style=";text-align:right;direction:rtl"><li style=";text-align:right;direction:rtl"> כייל את מהירות הסיבוב של המנוע. <ol style=";text-align:right;direction:rtl"><li style=";text-align:right;direction:rtl"> צרף מגנט לשפה של צ&#39;אק. מקום בדיקה הול-השפעה קרובה לצ&#39;אק. חבר את הפלט של חללית הול-ההשפעה לgaussmeter שמחובר למערכת רכישת נתונים. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> פתח את תוכנת רכישת נתונים ולהתחיל רכישת נתונים. הפעל את המנוע; סובב את כפתור המהירות של בקר מנוע עד 10 (מהירות הסיבוב הנמוכה ביותר המנוע מספק). לאחר המנוע מסתובב במשך 10 סיבובים, לכבות את המנוע. בסופו של רכישת נתונים. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> לנתח את הנתונים שנשמרו; הזמן בין שתי פסגות של אות הפלט מgaussmeter הוא הזמן למנוע להירקבאכלתי מהפכה אחת מלאה. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> סובב את הכפתור 10-100 (המהירות הגבוהה ביותר הסיבובית המנוע מספק) במרווחים של 10; חזור על שלבים 2.1.2 ל2.1.3. </li></ol></li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> הנח כרית חיישן עומס בין אגוז הבלוט ואת הדיסק כדי למדוד את הכוח הנורמלי בממשק. דק מכונה פני השטח של דיסקי בדיקות באמצעות מחרטה. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> נקו את אגוז הבלוט והדיסק להיבדק מייד לפני הבדיקה. <ol style=";text-align:right;direction:rtl"><li style=";text-align:right;direction:rtl"> שים כפפות פלסטיק ולהתמודד חתיכות של מעבדה מגבוני mask.Prepare; לקפל אותם לריבועי 1 אינץ &#39;. ריסוס אתנול על ריבועי רקמות; לנגב בעדינות את פני השטח של אגוז הבלוט ודיסק עימם. </li></ol></li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> התקן את אגוז הבלוט הנקי ודיסק. <ol style=";text-align:right;direction:rtl"><li style=";text-align:right;direction:rtl"> נושא אגוז הבלוט על פייזו המפעיל, להדק אותו עם מפתח ברגים לפתוח סוף. הכנס את הדיסק בצ&#39;אק; להתאים את המיקום לוודא את הקצה של אגוז הבלוט הוא במגע עם פני השטח הדיסק. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> יישר את המשטח העליון של הדיסק וזרוע gymbal. הדק את צ&#39;אק כךשהתקליטור שנערך בתקיפות. </li></ol></li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> מדוד את runout של סיבוב הדיסק. <ol style=";text-align:right;direction:rtl"><li style=";text-align:right;direction:rtl"> התקן חיישן תזוזת לייזר במתקן, ולמקם את המתקן בסמוך לtribometer. התאם את הגובה וזווית של החיישן כך שהדיסק נמצא בטווח של החיישן וקרן הלייזר היא נורמלית לדיסק. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> חבר הפלט של החיישן למערכת רכישת נתונים. התחל רכישת נתונים. הפעל את המנוע ולסובב את הדיסק למהפכות 10; לכבות את המנוע. בסופו של רכישת נתונים. </li></ol></li></ol> 3. לבצע בדיקות <ol style=";text-align:right;direction:rtl"><li style=";text-align:right;direction:rtl"> בדיקות עם תנודות קוליים. <ol style=";text-align:right;direction:rtl"><li style=";text-align:right;direction:rtl"> משקל Hang 2 N על וו אחד שמתחבר לזרוע gymbal דרך חוט ושתי גלגלות. המשקל משמש כדי להחיל עומס נורמלי בין אגוז הבלוט ואת הדיסק. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> לתלות עוד משקל 2 N על הקרס האחר המתחבר לזרוע gymbal לספק יומרה אופקית לתא העומס. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> הגדר את האותגנרטור לספק אות סינוסי רציפה עם DC קיזוז של 3 V, המשרעת של 3 V, ותדירות של 22 קילוהרץ (תדר התהודה של פייזו המפעיל). שים לב ש3 V קיזוז משמש למניעת מתיחות בפייזו המפעיל. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> התחל רכישת נתונים (כוח חיכוך מופחת). הפעל את המגבר וסובב את כפתור הרווח עד 15, אשר תואם את הרווח בפועל של 4.67 (המספרים על ידית הרווח הם שרירותיים). </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> הפעל את המנוע; להגדיר את מהירות סיבוב ל6.67 סל&quot;ד לספק מהירות ליניארית של 20.3 מ&quot;מ / sec. הפעל את הבדיקה במשך 4 שעות. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> כבה את המנוע ומגבר, ולאחר מכן להפסיק את רכישת נתונים. הסר את האגוז נבדק בלוט ודיסק מהסט-אפ; חזור על שלבים 2.3-2.5 להתקין אגוז בלוט חדש ודיסק. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> חזור על שלבים 3.1.1 ל3.1.6. בשלב 3.1.5, להגדיר את מהירות סיבוב 13.3 סל&quot;ד וסל&quot;ד 28.7 לספק מהירויות יניארי של 40.6 מ&quot;מ / sec ו -87 מ&quot;מ / sec, בהתאמה; להפעיל את המבחנים לcorresp 2 ו0.94 שעותondingly. </li></ol></li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> בדיקות ללא תנודות קוליים. <ol style=";text-align:right;direction:rtl"><li style=";text-align:right;direction:rtl"> חזור על שלב 3.1.6 לשנות אגוזים ודיסקי בלוט. חזור על השלבים 3.1.1 ל3.1.6 עם מחולל אותות ואות המגבר מ( החיכוך שנמדד הוא חיכוך פנימי). </li></ol></li></ol> 4. מדידות אופטיות Profilometer <ol style=";text-align:right;direction:rtl"><li style=";text-align:right;direction:rtl"> הכנת מדידה <ol style=";text-align:right;direction:rtl"><li style=";text-align:right;direction:rtl"> נקה את הדיסקים מייד לפני מדידות באמצעות צעד 2.3. הפוך שמונה סימנים מופצים באופן שווה סביב השפה של הדיסק. פתח את תוכנת profilometer. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> להעלות את העדשה, כך שיש אישור מספיק בין פלטפורמת העדשה ומדגם. רמת פלטפורמת המדגם. מניחים פיסת המעבדה למחות על הפלטפורמה. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> מניח בעדינות את המדגם על גבי הרקמה עם אחד משמונת הסימנים פונים לחזית profilometer. </li></ol></li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> הגדרות מדידה. <ol style=";text-align:right;direction:rtl"><li style=";text-align:right;direction:rtl"> בחר VSI (אנכית-הסריקה Interferometry) כסוג העיבוד. בחר עדשת 5X לשדה גדול של תצוגה וצורה כללית. בחר 0.55X הגדלה לאזור סריקה של 1.8 מ&quot;מ ב- 2.4 מ&quot;מ. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> בחר את מהירות סריקת 1X. הגדר את טווח סריקה ל -100 מ &#39;ל -100 מ&#39;. להביא את העדשה כלפי מטה לכיוון המדגם עד שתמונה מטושטשת על המסך. התאם את הגובה של העדשה עד התמונה ברורה. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> בחר 2 כמספר סריקות לממוצע לכל מדידה. לחץ על לחצן המדידה. </li></ol></li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> נהלים לאחר מדידה. <ol style=";text-align:right;direction:rtl"><li style=";text-align:right;direction:rtl"> השתמש במתכון החזון שהוגדר בתוכנה כדי לתקן את תמונת הגלם להטיה של כל המדגם. פתח את ארגז הכלים הניתוח בתוכנה. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> השג את ערכי חספוס נמדדו מסעיף &quot;יסוד סטטיסטיקה&quot;. השג את אובדן הנפח נמדד של הצלקת ללבוש בתוך אזור הסריקה מהסעיף &quot;הנפח&quot;. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> שמור את התמונות של פרופילי 1D בכיוונים x ו- y, פרופיל 2D, 3D הפרופיל, כמו גם השולחן של ערכי חספוס. הפעל השעון המדגם עד ההסימן הבא דואר פרצופים מול profilometer. </li></ol></li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> חזור על שלבים 4.2-4.3 ל7 סימנים שנותרו. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> חזור על שלבים 4.1. 4.4 בכל ששת הדיסקים. </li></ol>

<ol>
	<li>Bhushan, B. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=.">.</a> Introduction to tribology. , (2002).</li><li>Severdenko, V., Klubovich, V., Stepanenko, A. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=.">.</a> Ultrasonic rolling and drawing of metals. , (1972).</li><li>Taylor, R., Coy, R. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Improved+fuel+efficiency+by+lubricant+design:+a+review.">Improved fuel efficiency by lubricant design: a review.</a> Proc. Instit. Mech. Eng., Part J: J Eng. Tribol. 214 (1), 1-15 (2000).</li><li>Littmann, W., Storck, H., Wallaschek, J. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Sliding+friction+in+the+presence+of+ultrasonic+oscillations:+superposition+of+longitudinal+oscillations.">Sliding friction in the presence of ultrasonic oscillations: superposition of longitudinal oscillations.</a> Arch. Appl. Mech. 71 (8), 549-554 (2001).</li><li>Littmann, W., Storck, H., Wallaschek, J. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Reduction+in+friction+using+piezoelectrically+excited+ultrasonic+vibrations.">Reduction in friction using piezoelectrically excited ultrasonic vibrations.</a> Proc. SPIE. 4331, (2001).</li><li>Bharadwaj, S., Dapino, M. J. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Friction+control+in+automotive+seat+belt+systems+by+piezoelectrically+generated+ultrasonic+vibrations.">Friction control in automotive seat belt systems by piezoelectrically generated ultrasonic vibrations.</a> Proc. SPIE. 7645, 7645E (2010).</li><li>Bharadwaj, S., Dapino, M. J. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Effect+of+load+on+active+friction+control+using+ultrasonic+vibrations.">Effect of load on active friction control using ultrasonic vibrations.</a> Proc. SPIE. 7290, 7290G (2010).</li><li>Kumar, V., Hutchings, I. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Reduction+of+the+sliding+friction+of+metals+by+the+application+of+longitudinal+or+transverse+ultrasonic+vibration.">Reduction of the sliding friction of metals by the application of longitudinal or transverse ultrasonic vibration.</a> Tribol. Int. 37 (10), 833-840 (2004).</li><li>Pohlman, R., Lehfeldt, E. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Influence+of+ultrasonic+vibration+on+metallic+friction.">Influence of ultrasonic vibration on metallic friction.</a> Ultrasonics. 4 (4), 178-185 (1966).</li><li>Popov, V., Starcevic, J., Filippov, A. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Influence+of+Ultrasonic+In-Plane+Oscillations+on+Static+and+Sliding+Friction+and+Intrinsic+Length+Scale+of+Dry+Friction+Processes.">Influence of Ultrasonic In-Plane Oscillations on Static and Sliding Friction and Intrinsic Length Scale of Dry Friction Processes.</a> Tribol. Lett. 39 (1), 25-30 (2010).</li><li>Dong, S., Dapino, M. J. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Piezoelectrically-induced+ultrasonic+lubrication+by+way+of+Poisson+effect.">Piezoelectrically-induced ultrasonic lubrication by way of Poisson effect.</a> Proc. SPIE. 8343, 83430L (2012).</li><li>Dong, S., Dapino, M. J. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Elastic-plastic+cube+model+for+ultrasonic+friction+reduction+via+Poisson+effect.">Elastic-plastic cube model for ultrasonic friction reduction via Poisson effect.</a> Ultrasonics. 54 (1), 343-350 (2014).</li><li>Dong, S., Dapino, M. J. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Wear+Reduction+Through+Piezoelectrically-Assisted+Ultrasonic+Lubrication.">Wear Reduction Through Piezoelectrically-Assisted Ultrasonic Lubrication.</a> Smart. Mater. Struct. 23 (10), 104005 (2014).</li><li>Chowdhury, M., Helali, M. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=The+effect+of+frequency+of+vibration+and+humidity+on+the+wear+rate.">The effect of frequency of vibration and humidity on the wear rate.</a> Wear. 262 (1-2), 198-203 (2014).</li><li>Bryant, M., Tewari, A., York, D. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Effect+of+Micro+(rocking)+vibrations+and+surface+waviness+on+wear+and+wear+debris.">Effect of Micro (rocking) vibrations and surface waviness on wear and wear debris.</a> Wear. 216 (1), 60-69 (1998).</li><li>Bryant, M., York, D. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Measurements+and+correlations+of+slider+vibrations+and+wear.">Measurements and correlations of slider vibrations and wear.</a> J. Tribol. 122 (1), 374-380 (2000).</li><li>Goto, H., Ashida, M., Terauchi, Y. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Effect+of+ultrasonic+vibration+on+the+wear+characteristics+of+a+carbon+steel:+analysis+of+the+wear+mechanism.">Effect of ultrasonic vibration on the wear characteristics of a carbon steel: analysis of the wear mechanism.</a> Wear. 94, 13-27 (1984).</li><li>Goto, H., Ashida, M., Terauchi, Y. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Wear+behaviour+of+a+carbon+steel+subjected+to+an+ultrasonic+vibration+effect+superimposed+on+a+static+contact+load.">Wear behaviour of a carbon steel subjected to an ultrasonic vibration effect superimposed on a static contact load.</a> Wear. 110 (2), 169-181 (1986).</li><li>Robinowicz, E. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=.">.</a> The friction and wear of materials. , (1965).</li><li>Bowden, F., Freitag, E. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=The+friction+of+solids+at+very+high+speeds.">The friction of solids at very high speeds.</a> Proc. R. Soc. A. 248 (1254), 350-367 (1985).</li><li>Burwell, J., Rabinowicz, E. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=The+nature+of+the+coefficient+of+friction.">The nature of the coefficient of friction.</a> J. Appl. Phys. 24 (2), 136-139 (1953).</li><li>Cocks, M. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Interaction+of+sliding+metal+surfaces.">Interaction of sliding metal surfaces.</a> J. Appl. Phys. 33 (7), 2152-2161 (1962).</li><li>Rusinko, A. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=.">.</a> Ultrasound and Irrecoverable Deformation in Metals. , (2012).</li></ol>

The authors have nothing to disclose.

ניסויים שנערכו תוך שימוש בפרוטוקול זה כדי לחקור את ההשפעה של מהירות ליניארי על חיכוך קולי והפחתת בלאי. המדידות מראות כי תנודות קולי ביעילות להפחית חיכוך ושחיקה בשלוש מהירויות ליניארי. עולה בקנה אחד עם תצפיות מוקדמות, הסכום של הפחתת חיכוך יורד מ62.2% ב20.3 מ&quot;מ / שנייה ל29...

חיכוך קיים בממשק של שני משטחי פנייה כשהם להחליק או רול יחסית זה לזה. החיכוך מתרחש בדרך כלל יחד עם בלאי שוחק או דבק. 1 אולטרסוניקה היא המדע שמאחורי תופעות תדר גבוהות, כלומר, גלים הנעים בתדרים מעל טווח אקוסטי (20 קילוהרץ). תחום אולטרסוניקה כולל שני משטרים שונים במהותו. משטר אחד כרוך גלים בעצימות נמוכים כמו אלה המשמשים בתהליכי הדמיה כגון אולטרסאונד הרפואי או בדיקה לא הרסנית של מבנים. האחרים הוא משטר מתח גבוה שבו גלי אנרגיה גבוהה משמשים לביצוע או לסייע בתהליכי הנדסה כגון ריתוך פלסטיק ומתכות. הוכח כי יישום של הסוג השני של תנודות קולי בממשק של שני משטחים במגע הזזה מפחיתה את כוח החיכוך היעיל בממשק. תופעה זו ידועה בשם שימון קולי. להשיגשימון קולי בין שני אובייקטים זזים, רטט יחסי בתדרים קוליים יש לקבוע ביניהם. תנודות מיושמות בדרך כלל לאחת משני האובייקטים, או באורך, הרוחב, או הכיוון ניצבת ביחס למהירות הגלישה. במחקר זה, הסיכה של tribometer מצוידת בהינע פיזואלקטריים כך שהקצה שלה רוטט בכיוון מאונך לדיסק מסתובב של tribometer. חומרים פיזואלקטריים הם קבוצה של חומרים &quot;חכמים&quot; שלעוות בעת חשיפה לשדות חשמליים, רוטטת באותה התדירות כמו שדה העירור. חומרים פיזואלקטריים יכולים לרטוט בתדרים גם לטווח MHz. שגבי למהירות מקרוסקופית, יש תנודות קולי השפעה לסירוגין הכיוון של כוח החיכוך המיידי והמגע בין המשטחים, אשר בשילוב מוביל לירידה של כוח החיכוך ובלאי משטח היעיל. </p&gt; הפחתת חיכוך Ultrasonic הודגמה במערכות ייצור מעשיות. לדוגמא, טכנולוגיה זו נוצלה כדי להפחית את הכוח בין הכלי וחתיכת עבודה בעיבוד מתכת ויצירת תהליכים כגון קידוח, לחיצה, גלגול גיליון, וציור תיל. יתרונות כוללים שיפור משטח גימור 2 וצורך מופחת לחומרי ניקוי יקרים ומזיקים לסביבה כדי להסיר חומרי סיכה מהמוצר הסופי. ישנם יישומים פוטנציאליים של שימון קולי בתחומים אחרים גם כן. לדוגמא, שימון קולי יכול באופן משמעותי לשפר את חווית המשתמש במוצרי בריאות אישיות על ידי ביטול צורך חומרי סיכה או ציפוי. ביישומי רכב, אפנון חיכוך יכול לשפר את הביצועים של מפרקי כדור ואילו הפחתת חיכוך בין מושבי רכב ומסילות מאפשרת תנועת מושבים, חלל ומסת חיסכון שאחרת היה תפוסה על ידי רכיבים וmechani מסורתייםסמס. שימון קולי יכול גם לעזור כדי לשפר את יעילות דלק על ידי הפחתת חיכוך במערכות הינע והשעיה. 3 ביישומי חלל, שבו לא ניתן להשתמש בחומרי סיכה מסורתיות, שימון קולי יכול להיות מועסק על מנת להפחית באופן דרמטי ללבוש ולהאריך את חיי רכיבים קריטיים. הפגנות מעבדה של הפחתת חיכוך באמצעות סיכה קולית הן רבות. הפחתת חיכוך היא לכמת כהפרש בין כוח החיכוך שנמדד ללא שימון קולי וכוח החיכוך עם תנודות קוליים מיושמות. בכל מקרה, כוח החיכוך נמדד ישירות עם חיישני כוח. ליטמן ואח &#39;. 4-5 מחובר מפעיל piezoelectrically מונע למחוון, שבו חיישן כוח ומסגרת הותקנו למדידת כוחות החיכוך ויישום עומסים נורמלים. מפעיל פנאומטי הועסק לדחוף את המחוון יחד עם המפעיל לאורך מעקה מדריך. Ultrasoniתנודות ג יושמו בכיוון אורך למהירות הגלישה. Bharadwaj וDapino 6-7 ערכו ניסויים דומים באמצעות מפעיל ערימה פיזואלקטריים מחובר למוליך גל חרוטי בשני קצוות של המחסנית. מגעים התנהלו בין הקצוות כדוריים של קונוסים ופני השטח של מעקה המדריך. ההשפעות של פרמטרים מערכת כגון קשר נוקשות, עומס רגיל, וקשיחות הגלובלית נחקרו. קומאר וHutchings 8 מותקן סיכה על sonotrode שמופעל על ידי מתמר קולי. תנודות קוליות נוצרו ומועברות לפין, שהונח במגע עם משטח פלדת כלי. כוח נורמלי יושם על ידי צילינדרים פניאומטיים ונמדד על ידי תא עומס. התנועה היחסית בין הסיכה והדיסק נוצרה על ידי שולחן הדדיות. Pohlman ו -9 Lehfeldt מיושמים גם ניסוי פינים על-דיסק. בניגוד למחקרים אחרים, הם מועסקים magnetostrictive מתמר ליצור תנודות קולית. כדי לחקור את הכיוון האופטימלי להפחתת חיכוך קולית, מתמר היה מיושר בזהירות כך שכיוון הרטט היה אורך, רוחב, ואנכי למהירות מקרוסקופית. הם למדו הפחתת חיכוך קולית על שני משטחים יבשים ומשומנים. פופוב et al. 10 מנוצל מפעיל עם גלבו חרוטי. המפעיל הושם במגע עם צלחת בסיס מסתובבת. קונוס עשוי תשעה חומרים עם קשיות שונות אומצו ללמוד את ההשפעה של קשיות מהותיות על הפחתת חיכוך קולית. דונג וDapino 11-13 משמשים מתמר פיזואלקטריים לייצר ולהעביר תנודות קולי למוליך גל מנסרתי עם קצוות מעוגלים. רטט האורך גורם רטט אנכי בשל ההשפעה של פואסון. מחוון עם ראש מעוגל הושם ובמגע מוליך גל. מסגרת נבנתה ליישם כוחות נורמלים בממשק המגע. Tהוא המחוון נשלף באופן ידני באזור מרכז מוליך גל; כוח החיכוך נמדד על ידי תא עומס שהיה קשור למחוון. הפחתת בלאי ultrasonically-induced נחקרה גם והפגינה. אובדן נפח, ירידה במשקל, וחספוס פני השטח שינויים מועסקים לכמת את חומרת wear.Chowdhury ו -14 Helali רטט דיסק מסתובב בהתקנת סיכה על-דיסק. התנודות נוצרו על ידי מבנה תמיכה של שני לוחות מקבילים ממוקמים מתחת לדיסק מסתובב. יש הצלחת העליונה כדור כדורי המותקן מחוץ למרכז על המשטח התחתון, אשר מחליק בחריץ שנחקק על פני השטח העליונים של הצלחת התחתונה. החריץ היה במכונה עם עומק מעת לעת משתנה כך שהצלחת העליונה נעה אנכית במהלך סיבוב. התדרים נעו סביב 100 הרץ בהתאם למהירות הסיבוב. בראיינט ויורק 15-16 בחנו את ההשפעה של מיקרו-תנודות בwהפחתת אוזן. הם הוכנסו גליל פחמן באמצעות בעל עם קצה אחד נח על דיסק פלדת ספינינג ואת הקצה השני מחובר לקפיץ סליל. במקרה אחד, הגליל היה מצויד צמוד בבעל כל כך שלא היה מקום לרעידות. במקרים אחרים, קרחות עזבו כדי לאפשר מיקרו-תנודות של הגליל תוך הגליל היה במגע עם הדיסק מסתובב. הירידה במשקל של הגליל נמדדה כדי לחשב את השיעור ללבוש. זה היה הראה כי מיקרו-התנודות העצמית שנוצר סייעו להפחית בלאי בשיעור של עד 50%. גוטו וAshida 17-18 אימצו גם ניסוי פינים על-דיסק. הם מחוברים דגימות סיכה עם מתמר באמצעות חרוט מחודד וצופר. סיכת רטט בכיוון מאונך למשטח הדיסק. מסה הייתה קשורה למתמר על גבי להחלת עומסים נורמלים. כוחות החיכוך תורגמו מהמומנט שיושם כדי לסובב את הדיסק. תלבש זוהה כדבק כי שניהםסיכה ודיסק היו עשויים מפלדת פחמן. שיעורים תלבש חושבו מתוך מדידות אובדן נפח. הוכח שמהירות ליניארי ממלאת תפקיד חשוב בויסות קולית. הרכיב הניסיוני של מחקר זה מתמקד בתלות של הפחתת חיכוך ובלאי במהירות ליניארי.

<table><tbody><tr><td>DC Motor&amp;nbsp;</td><td>Minarik&amp;nbsp;</td><td>SL14</td><td></td></tr><tr><td>Electrical amplifier</td><td>AE Techron</td><td>LVC5050</td><td></td></tr><tr><td>Signal conditioner&amp;nbsp;</td><td>Vishay Measurements Group</td><td>2310</td><td></td></tr><tr><td>Signal generator</td><td>Agilent&amp;nbsp;</td><td>33120A</td><td></td></tr><tr><td>Piezoelectric stack</td><td>EDO corporation</td><td>EP200-62</td><td></td></tr><tr><td>Load cell</td><td>Transducer Techniques</td><td>MLP-50</td><td></td></tr><tr><td>Load sensor pad</td><td>FlexiForce</td><td>A201</td><td></td></tr><tr><td>Laser meter</td><td>Keyence corporation&amp;nbsp;</td><td>LK-G32</td><td></td></tr><tr><td>Hall-effect probe and gaussmeter</td><td>Walker Scientific, Inc.</td><td>MG-4D</td><td></td></tr><tr><td>Data acquisition module</td><td>Data Physics</td><td>Quattro</td><td></td></tr><tr><td>Data acquisition software</td><td>Data Physics</td><td>SignalCalc Ace</td><td></td></tr><tr><td>Thermocouple reader</td><td>Omega</td><td>HH22</td><td></td></tr><tr><td>Optical profilometer</td><td>Bruker</td><td>Contour GT</td><td></td></tr><tr><td>Profilometer operation software</td><td>Bruker&amp;nbsp;</td><td>Vision 64</td><td></td></tr></tbody></table>

experiments on ultrasonic lubrication using a piezoelectrically-assisted tribometer and optical profilometer

חיכוך ושחיקה פוגע מערכות מהונדסות. שימון Ultrasonic מושגת כאשר הממשק בין שני משטחי החלקה הוא רטט בתדר מעל טווח אקוסטי (20 קילוהרץ). כטכנולוגיה של מצב מוצק, ניתן להשתמש בו סיכה קולית חומרי סיכה רגילות הן ישימות או לא רצויים. יתר על כן, שימון קולי מאפשר לאפנון חשמלי של מקדם החיכוך היעיל בין שני משטחי החלקה. מאפיין זה מאפשר למערכות אדפטיבית המשנות מדינת החיכוך שלהם ותגובה דינמית הקשורים כשינוי תנאי הפעלה. ללבוש פני השטח גם יכול להיות מופחת באמצעות סיכה קולית. פיתחנו פרוטוקול לחקור את התלות של הפחתת כוח חיכוך ושחיקת הפחתה במהירות החלקה ליניארי בין משטחים משומנים ultrasonically. Tribometer פינים על-דיסק נבנה שונה מיחידות מסחריות שבמחסנית פיזואלקטריים משמשת לרטוט הסיכה ב 22kHz הרגיל אל פני השטח הדיסק מסתובב. חיכוך ומדדים ללבוש כוללים כוח חיכוך יעיל, אובדן נפח, וחספוס פני השטח נמדדים בלי ועם תנודות קולי בלחץ מתמיד של 1 עד 4 MPa ושלוש מהירויות גלישה שונות: 20.3, 40.6, ו -87 מ&quot;מ / sec. Profilometer אופטי מנוצל כדי לאפיין את משטחי הבלאי. כוח החיכוך האפקטיבי הוא מופחת על ידי 62% ב20.3 מ&quot;מ / sec. באופן עקבי עם תאוריות קיימות לשימון קולי, הפחתת אחוז בכוח החיכוך פוחתת עם העלייה במהירות, עד 29% הפחתת כוח החיכוך בגיל 87 מ&quot;מ / sec. הפחתת בלאי נשארת למעשה קבועה (49%) בשלוש מהירויות נחשבות.

מדידות הנציג המוצגות כאן התקבלו מtribometer שונה מוצג באיור 1. המפעיל פיזואלקטריים מייצר ויברציות עם משרעת של 2.5 מיקרומטר בתדירות של 22 קילוהרץ. כדי לחקור את התלות של חיכוך ושחיקת הפחתה במהירות ליניארי, שלוש מהירויות שונות (20.3, 40.6, ו -87 מ&quot;מ / sec) הוחלו על הדיסק על יד?...

Watch this Scientific Journal Video about Experiments on Ultrasonic Lubrication Using a Piezoelectrically-assisted Tribometer and Optical Profilometer at JoVE.com

Experiments on Ultrasonic Lubrication Using a Piezoelectrically-assisted Tribometer and Optical Profilometer

We present a protocol for using a piezoelectrically-assisted tribometer and optical profilometer to investigate the dependence of ultrasonic wear and friction reduction on linear velocity, contact pressure, and surface properties.

ניסויים בUltrasonic שימון שימוש Tribometer סייע-Piezoelectrically וProfilometer האופטי

Friction and wear are detrimental to engineered systems. Ultrasonic lubrication is achieved when the interface between two sliding surfaces is vibrated at ...

experiments-on-ultrasonic-lubrication-using-piezoelectrically

Research

JoVE Journal

Engineering

12.5K Views.  The Ohio State University. We present a protocol for using a piezoelectrically-assisted tribometer and optical profilometer to investigate the dependence of ultrasonic wear and friction reduction on linear velocity, contact pressure, and surface properties. 

Video: Experiments on Ultrasonic Lubrication Using a Piezoelectrically-assisted Tribometer and Optical Profilometer

Characterization of Surface Modifications by White Light Interferometry: Applications in Ion Sputtering, Laser Ablation, and Tribology Experiments

In materials science and engineering it is often necessary to obtain quantitative measurements of surface topography with micrometer lateral resolution. From the measured surface, 3D topographic maps can be subsequently analyzed using a variety of software packages to extract the information that is needed.
In this article we describe how white light interferometry, and optical profilometry (OP) in general, combined with generic surface analysis software, can be used for materials science and engineering tasks. In this article, a number of applications of white light interferometry for investigation of surface modifications in mass spectrometry, and wear phenomena in tribology and lubrication are demonstrated. We characterize the products of the interaction of semiconductors and metals with energetic ions (sputtering), and laser irradiation (ablation), as well as ex situ measurements of wear of tribological test specimens.
Specifically, we will discuss:
<ol class="lroman">
	<li>Aspects of traditional ion sputtering-based mass spectrometry such as sputtering rates/yields measurements on Si and Cu and subsequent time-to-depth conversion.</li>
	<li>Results of quantitative characterization of the interaction of femtosecond laser irradiation with a semiconductor surface. These results are important for applications such as ablation mass spectrometry, where the quantities of evaporated material can be studied and controlled via pulse duration and energy per pulse. Thus, by determining the crater geometry one can define depth and lateral resolution versus experimental setup conditions.</li>
	<li>Measurements of surface roughness parameters in two dimensions, and quantitative measurements of the surface wear that occur as a result of friction and wear tests.</li>
</ol>
Some inherent drawbacks, possible artifacts, and uncertainty assessments of the white light interferometry approach will be discussed and explained.

White light microscope interferometry is an optical, noncontact and quick method for measuring the topography of surfaces. It is shown how the method can be applied toward mechanical wear analysis, where wear scars on tribological test samples are analyzed; and in materials science to determine ion beam sputtering or laser ablation volumes and depths.

אפיון של פני שטח על ידי שינויי Interferometry אור הלבן: יישומים ביון יורקת, אבלציה ליזר, וניסויי Tribology

In materials science and engineering it is often necessary to obtain quantitative measurements of surface topography with micrometer lateral resolution. ...

Ultrasound Velocity Measurement in a Liquid Metal Electrode

A growing number of electrochemical technologies depend on fluid flow, and often that fluid is opaque. Measuring the flow of an opaque fluid is inherently more difficult than measuring the flow of a transparent fluid, since optical methods are not applicable. Ultrasound can be used to measure the velocity of an opaque fluid, not only at isolated points, but at hundreds or thousands of points arrayed along lines, with good temporal resolution. When applied to a liquid metal electrode, ultrasound velocimetry involves additional challenges: high temperature, chemical activity, and electrical conductivity. Here we describe the experimental apparatus and methods that overcome these challenges and allow the measurement of flow in a liquid metal electrode, as it conducts current, at operating temperature. Temperature is regulated within &#177;2 &#176;C using a Proportional-Integral-Derivative (PID) controller that powers a custom-built furnace. Chemical activity is managed by choosing vessel materials carefully and enclosing the experimental setup in an argon-filled glovebox. Finally, unintended electrical paths are carefully prevented. An automated system logs control settings and experimental measurements, using hardware trigger signals to synchronize devices. This apparatus and these methods can produce measurements that are impossible with other techniques, and allow optimization and control of electrochemical technologies like liquid metal batteries.

Ultrasound velocimetry is used to study mixing by fluid flow in liquid metal electrodes. The focus of this manuscript is to illustrate the methods used for making precise, spatially-resolved ultrasound measurements while limiting oxidation and controlling and monitoring temperature, applied current, and the heater power being supplied.

אולטראסאונד מהירות מדידה במתכת נוזלית אלקטרודה

A growing number of electrochemical technologies depend on fluid flow, and often that fluid is opaque. Measuring the flow of an opaque fluid is inherently ...

Measurement of Vibration Detection Threshold and Tactile Spatial Acuity in Human Subjects

Tests that allow the precise determination of psychophysical thresholds for vibration and grating orientation provide valuable information about mechanosensory function that are relevant for clinical diagnosis as well as for basic research. Here, we describe two psychophysical tests designed to determine the vibration detection threshold (automated system) and tactile spatial acuity (handheld device). Both procedures implement a two-interval forced-choice and a transformed-rule up and down experimental paradigm. These tests have been used to obtain mechanosensory profiles for individuals from distinct human cohorts such as twins or people with sensorineural deafness.

Here, we present protocols to determine vibration detection thresholds and tactile acuity using psychophysical methods in man.

מדידת סף זיהוי רטט מישוש מרחבי חדות בבני אדם,

Tests that allow the precise determination of psychophysical thresholds for vibration and grating orientation provide valuable information about ...

Behavior

Characterization of Full Set Material Constants and Their Temperature Dependence for Piezoelectric Materials Using Resonant Ultrasound Spectroscopy

During the operation of high power electromechanical devices, a temperature rise is unavoidable due to mechanical and electrical losses, causing the degradation of device performance. In order to evaluate such degradations using computer simulations, full matrix material properties at elevated temperatures are needed as inputs. It is extremely difficult to measure such data for ferroelectric materials due to their strong anisotropic nature and property variation among samples of different geometries. Because the degree of depolarization is boundary condition dependent, data obtained by the IEEE (Institute of Electrical and Electronics Engineers) impedance resonance technique, which requires several samples with drastically different geometries, usually lack self-consistency. The resonant ultrasound spectroscopy (RUS) technique allows the full set material constants to be measured using only one sample, which can eliminate errors caused by sample to sample variation. A detailed RUS procedure is demonstrated here using a lead zirconate titanate (PZT-4) piezoceramic sample. In the example, the complete set of material constants was measured from room temperature to 120 &#176;C. Measured free dielectric constants <img alt="Equation 1" src="/files/ftp_upload/53461/image001.jpg" /> and&#160;<img alt="Equation 2" src="/files/ftp_upload/53461/image002.jpg" /> were compared with calculated ones based on the measured full set data, and piezoelectric constants d15 and d33 were also calculated using different formulas. Excellent agreement was found in the entire range of temperatures, which confirmed the self-consistency of the data set obtained by the RUS.

This protocol describes the procedure of measuring the temperature dependence of the full set material constants of piezoelectric materials using resonant ultrasound spectroscopy (RUS).

אפיון מלא סט חומר קבועים תלות בטמפרטורה שלהם עבור חומרים פייזו באמצעות ספקטרוסקופיית תהודה אולטראסאונד

During the operation of high power electromechanical devices, a temperature rise is unavoidable due to mechanical and electrical losses, causing the ...

Ultrasonic Welding of Thermoplastic Composite Coupons for Mechanical Characterization of Welded Joints through Single Lap Shear Testing

This paper presents a novel straightforward method for ultrasonic welding of thermoplastic-composite coupons in optimum processing conditions. The ultrasonic welding process described in this paper is based on three main pillars. Firstly, flat energy directors are used for preferential heat generation at the joining interface during the welding process. A flat energy director is a neat thermoplastic resin film that is placed between the parts to be joined prior to the welding process and heats up preferentially owing to its lower compressive stiffness relative to the composite substrates. Consequently, flat energy directors provide a simple solution that does not require molding of resin protrusions on the surfaces of the composite substrates, as opposed to ultrasonic welding of unreinforced plastics. Secondly, the process data provided by the ultrasonic welder is used to rapidly define the optimum welding parameters for any thermoplastic composite material combination. Thirdly, displacement control is used in the welding process to ensure consistent quality of the welded joints. According to this method, thermoplastic-composite flat coupons are individually welded in a single lap configuration. Mechanical testing of the welded coupons allows determining the apparent lap shear strength of the joints, which is one of the properties most commonly used to quantify the strength of thermoplastic composite welded joints.

A straightforward procedure for ultrasonic welding of thermoplastic composite coupons for basic mechanical testing is described. Key characteristics of this ultrasonic welding process are the use of flat energy directors for simplified process preparation and the use of process data for the fast definition of optimum processing conditions.

ריתוך Ultrasonic של קופונים Composite תרמופלסטיים עבור אפיון מכני של חיבורי ריתוך באמצעות Lap יחיד בדיקות גזירה

This paper presents a novel straightforward method for ultrasonic welding of thermoplastic-composite coupons in optimum processing conditions. The ...

In Situ High Pressure Hydrogen Tribological Testing of Common Polymer Materials Used in the Hydrogen Delivery Infrastructure

High pressure hydrogen gas is known to adversely affect metallic components of compressors, valves, hoses, and actuators. However, relatively little is known about the effects of high pressure hydrogen on the polymer sealing and barrier materials also found within these components. More study is required in order to determine the compatibility of common polymer materials found in the components of the hydrogen fuel delivery infrastructure with high pressure hydrogen. As a result, it is important to consider the changes in physical properties such as friction and wear in situ while the polymer is exposed to high pressure hydrogen. In this protocol, we present a method for testing the friction and wear properties of ethylene propylene diene monomer (EPDM) elastomer samples in a 28 MPa high pressure hydrogen environment using a custom-built in situ pin-on-flat linear reciprocating tribometer. Representative results from this testing are presented which indicate that the coefficient of friction between the EPDM sample coupon and steel counter surface is increased in high pressure hydrogen as compared to the coefficient of friction similarly measured in ambient air.

In Situ High Pressure Hydrogen Tribological Testing of Common Polymer Materials Used in the Hydrogen Delivery Infrastructure

A test methodology for quantifying tribological properties of polymers used in hydrogen infrastructure service is demonstrated and characteristic results for a common elastomer are discussed.

בחיי עיר מימן בלחץ גבוה Tribological בדיקה של חומרים פולימריים המשמשים תשתית משלוח של מימן

High pressure hydrogen gas is known to adversely affect metallic components of compressors, valves, hoses, and actuators. However, relatively little is ...

Ultrasonic Fatigue Testing in the Tension-Compression Mode

Ultrasonic fatigue testing is one of a few methods which allow investigating fatigue properties in the ultra-high cycle region. The method is based on exposing the specimen to longitudinal vibrations on its resonance frequency close to 20 kHz. With use of this method, it is possible to significantly decrease the time required for the test, when compared to conventional testing devices usually working at frequencies under 200 Hz. It is also used to simulate loading of material during operation in high speed conditions, such as those experienced by components of jet engines or car turbo pumps. It is necessary to operate only in the high and ultra-high cycle region, due to the possibility of extremely high deformation rates, which can have a significant influence on the test results. Specimen shape and dimensions have to be carefully selected and calculated to fulfill the resonance condition of the ultrasonic system; thus, it is not possible to test the full components or specimens of arbitrary shape. Before each test, it is necessary to harmonize the specimen with the frequency of the ultrasonic system to compensate for deviations of the real shape from the ideal one. It is not possible to run a test until a total fracture of the specimen, since the test is automatically terminated after initiation and propagation of the crack to a certain length, when the stiffness of the system changes enough to shift the system out of the resonance frequency. This manuscript describes the process of evaluation of materials' fatigue properties at high-frequency ultrasonic fatigue loading with use of mechanical resonance at a frequency close to 20 kHz. The protocol includes a detailed description of all steps required for a correct test, including specimen design, stress calculation, harmonizing with the resonance frequency, performing the test, and final static fracture.

A protocol for ultrasonic fatigue testing in the high and ultra-high cycle region in axial tension-compression loading mode.

עייפות אולטראסאונד בדיקה במצב מתח דחיסה

Ultrasonic fatigue testing is one of a few methods which allow investigating fatigue properties in the ultra-high cycle region. The method is based on ...

Fabrication and Characterization of Thickness Mode Piezoelectric Devices for Atomization and Acoustofluidics

We present a technique to fabricate simple thickness mode piezoelectric devices using lithium niobate (LN). Such devices have been shown to atomize liquid more efficiently, in terms of &#64258;ow rate per power input, than those that rely on Rayleigh waves and other modes of vibration in LN or lead zirconate titanate (PZT). The complete device is composed of a transducer, a transducer holder, and a &#64258;uid supply system. The fundamentals of acoustic liquid atomization are not well known, so techniques to characterize the devices and to study the phenomena are also described. Laser Doppler vibrometry (LDV) provides vibration information essential in comparing acoustic transducers and, in this case, indicates whether a device will perform well in thickness vibration. It can also be used to &#64257;nd the resonance frequency of the device, though this information is obtained more quickly via impedance analysis. Continuous &#64258;uid atomization, as an example application, requires careful &#64258;uid flow control, and we present such a method with high-speed imaging and droplet size distribution measurements via laser scattering.

Fabrication of piezoelectric thickness mode transducers via direct current sputtering of plate electrodes on lithium niobate is described. Additionally, reliable operation is achieved with a transducer holder and &#64258;uid supply system and characterization is demonstrated via impedance analysis, laser doppler vibrometry, high-speed imaging, and droplet size distribution using laser scattering.

ייצור ואפיון של מכשירי פיזואלקטריים במצב עובי לאטוביזציה

We present a technique to fabricate simple thickness mode piezoelectric devices using lithium niobate (LN). Such devices have been shown to atomize liquid ...

Roughness Impact of Piezoelectric Dental Scaler on Two Distinct Flowable Composite Filling Materials

Dental ultrasonic scalers are commonly employed in periodontal treatment; however, their ability to roughen tooth surfaces is a worry since roughness may increase plaque production, a key cause of periodontal disease. This research studied the influence of a piezoelectric ultrasonic scaler on the roughness of two distinct flowable composite filling materials. To do this, 10 disc-shaped samples were generated from each of the two flowable composite materials. After standardized polishing, samples were submerged in water for 24 h before the first surface examination using electron microscopy and profilometry. The ultrasonic scaler was applied to a specified location of each sample for 60 s under water cooling and regulated force. Post-scaler surface parameters were again examined. Following the application of the scaler, both composite materials exhibited a notable increase in surface roughness, as determined by profilometry (p &lt; 0.01). Additionally, the observed surface roughness was also qualitatively visualized with scanning electron microscopy. While initial roughness levels were comparable across the two composites (p = 0.143) after scaler application, no substantial discrepancy in surface texture was noticed between them (p = 0.684). The use of a high-power piezoelectric ultrasonic scaler on routinely used flowable composite restorations might generate considerable surface roughness, possibly leading to increased plaque accumulation. Nevertheless, it might be postulated that nanohybrid flowable composite materials having conventional monomer ingredients may demonstrate comparable surface alterations within the limitations of this experiment.

This methodology allows applying a dental appliance on any specimen at any angle with standardized force and stability. This approach might be extensively used in health sciences to standardize the impacts of dental equipment with hand-holding elements such as micromotors, turbines, and ultrasonic scalers on varied surfaces.

השפעת החספוס של סקלר שיניים פיאזואלקטרי על שני חומרי מילוי מרוכבים שונים הניתנים לזרימה

Dental ultrasonic scalers are commonly employed in periodontal treatment; however, their ability to roughen tooth surfaces is a worry since roughness may ...

Mimicking and Measuring Occlusal Erosive Tooth Wear with the "Rub&amp;Roll" and Non-contact Profilometry

Chewing, drinking, and occasional tooth grinding will result in physiological tooth wear during a lifetime. Extreme challenges, such as bruxism or habitual chewing on foreign objects, may lead to excessive wear. Recently, the role of erosion in accelerating mechanical tooth wear has been recognized, but the interplay between chemical and mechanical wear processes has not been extensively studied. Our laboratory recently introduced a novel oral wear simulation device, the Rub&#38;Roll, that enables the user to perform wear and loading studies separately or simultaneously in an erosive and/or abrasive environment. This manuscript describes an application of the device: the combined mechanical and erosive loading of extracted human (pre)molars in a simulated chewing movement, with a controlled application of force, velocity, fluid, and time, and the application of non-contact profilometry in visualizing and measuring the resulting wear pattern. The occlusal morphology that was created in the experiment with the highest loading level is very similar to the clinical presentation of erosive wear.

Mimicking and Measuring Occlusal Erosive Tooth Wear with the "Rub&Roll" and Non-contact Profilometry

The Rub&#38;Roll can mimic the chewing cycle, allowing variation of chewing force, sliding distance, chewing velocity, number of cycles, and frequency, and with a combination of erosive and abrasive challenges can result in a complex simulation of oral ageing.