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आखरी अपडेट : 30 Jun, 2026

इंजीनियरिंग डिजाइन और विश्लेषण

बियरिंग्स (पन्नी और चुंबकीय):

एसई एंड टी के प्रमुख अनुसंधान क्षेत्रों में से एक बीयरिंग विकसित करना है जो मशीन तत्वों में घर्षण को कम करता है; विशेष रूप से मैक्रो/माइक्रो मशीन घटक जहां क्षेत्र और आयतन का अनुपात अधिक होता है, इसलिए उच्च पक्ष में घर्षण होता है। इस गैर-संपर्क प्रकार के बीयरिंगों को दूर करने के लिए अनुसंधान का फोकस क्षेत्र रहा है। असर की इन श्रेणियों में, चुंबकीय असर और पन्नी असर महत्वपूर्ण बीयरिंगों में से एक हैं। XII पंचवर्षीय योजना के समर्थन से, चुंबकीय और पन्नी बीयरिंगों के विकास की दिशा में व्यापक कार्य किया गया था। इस तरह के बीयरिंगों पर व्यापक ज्ञान सैद्धांतिक और प्रयोगात्मक अध्ययनों के साथ प्राप्त किया जाता है।

Electro-dynamic Bearing

चुंबकीय बीयरिंग में, एक नए प्रकार का निष्क्रिय चुंबकीय असर, जिसे इलेक्ट्रो-डायनेमिक बेयरिंग कहा जाता है, पेश किया गया है। उक्त असर का कार्य सिद्धांत यह है कि, एक बार जब विद्युत चालक रोटर स्टेटर निष्क्रिय चुम्बकों द्वारा बनाए गए चुंबकीय क्षेत्र में घूमता है, तो घूर्णन कंडक्टर में भंवर धाराएं प्रेरित होती हैं। यह प्रेरित धारा मौजूदा चुंबकीय क्षेत्र के विपरीत एक चुंबकीय क्षेत्र का उत्पादन करेगी और इन मौजूदा और उत्पन्न चुंबकीय क्षेत्र के बीच एक प्रतिकारक बल उत्पन्न करेगी जैसा कि चित्र 1 में दिखाया गया है।इस असर का एक मुख्य लाभ सक्रिय चुंबकीय असर में उपयोग किए जाने वाले जटिल नियंत्रण एल्गोरिथ्म का उपयोग किए बिना घर्षण कम संचालन प्राप्त करना है।

 

 

Foil Bearing 

 बीयरिंगों का एक अन्य क्षेत्र जहां यह समूह विकसित करने में सफल रहा, वह है उच्च गति अनुप्रयोगों के लिए पन्नी बेयरिंग। सीएसआईआर-सीएमईआरआई में डिजाइन और विकसित की गई फॉइल बेयरिंग को चित्र 2 में दर्शाया गया है, जहां एयर बेयरिंग के ठोस आंतरिक चेहरे को धातु की पन्नी के साथ एम्बेडेड किया गया है जो रोटर को कुशनिंग प्रभाव देने के साथ-साथ बेयरिंग को उच्च विलक्षणता अनुपात पर संचालित करने की अनुमति देकर रोटर की स्थिरता को बढ़ाता है। पन्नी असर का परीक्षण करने के लिए एक सेट अप बनाया गया है और यह देखा गया है कि असर 30,000 आरपीएम की गति से चल सकता है। इस बियरिंग की संभावित उपयोगिता टर्बोमशीनरी क्षेत्र में है जैसे विमान में पर्यावरण नियंत्रण प्रणाली में उपयोग की जाने वाली एयर साइकिल मशीन, क्रायोजेनिक टर्बो कंप्रेसर, गैस टरबाइन इंजन आदि। फ़ॉइल जर्नल में प्राप्त विशेषज्ञता के साथ, इस तरह के थ्रस्ट बेयरिंग को डिजाइन और विकसित करने के लिए कदम उठाए जा रहे हैं।

        

         

सैद्धांतिक विश्लेषण:     

इस शोध प्रयोगशाला में एएनएसवाईएस, फ्लुएंट, एबाक्यूएस आदि जैसे वाणिज्यिक सॉफ्टवेयर का उपयोग करके कई सैद्धांतिक विश्लेषण किए जा रहे हैं। इन विश्लेषणों का उपयोग प्रयोगात्मक निष्कर्षों को मान्य करने के लिए किया जाता है। उनमें से कुछ हैं:

Simulation of two-phase flow (for ink-jet printing):

दो-चरण प्रवाह का अनुकरण (स्याही-जेट मुद्रण के लिए):

विभिन्न परिचालन स्थितियों के तहत बूंद के व्यवहार का अध्ययन करने के लिए एक सीएफडी (कम्प्यूटेशनल फ्लुइड डायनेमिक्स) सिमुलेशन किया गया है। दो चरण प्रवाह के सीएफडी सिमुलेशन से, कोई तरल चरण और गैस चरण के बीच इंटरफेस की सीमा की गति की जांच कर सकता है, एक छोटी बूंद की चुटकी-बंद, उपग्रहों का निर्माण, स्याही इजेक्शन आकार और गति पर नोजल ज्यामिति का प्रभाव, संबंधित स्केलिंग कानून संभव हैं। FLUENT में किए गए ऐसे ही एक सिमुलेशन को चित्र 3 में दर्शाया गया था।

Simulation of bubble सिमुलेशन से आगे के विस्तृत अध्ययन से मध्यम और मजबूत विद्युत क्षेत्र के तहत एक बूंद के आकार और आवेस, समय के विकास के आधार पर बुलबुले के गठन की विभिन्न व्यवस्थाओं की खोज/सत्यापन किया जा सकता है। इस तरह के अध्ययन उन विशेषताओं को विस्तृत कर सकते हैं जो प्रयोगों से प्रकट नहीं हो सकते हैं। शोधकर्ताओं ने मेनिस्कस पर विद्युत क्षेत्र के वितरण को निर्धारित किया है जो नोजल की नोक पर बनता है और समय के एक समारोह के रूप में स्पंदन के विभिन्न तरीकों को निर्धारित करता है। ई-जेट प्रिंटिंग के मामूली संशोधन, स्थानिक वितरण और सतह के आवेशों के घनत्व का भी अनुमान लगाया जा सकता है।

वेल्डिंग सिमुलेशन:

वेल्डिंग समान या असमान प्रकार की सामग्रियों को जोड़ने के लिए किए जाने वाले प्रमुख विनिर्माण कार्यों में से एक है। वेल्डिंग ऑपरेशन के साथ एक साइड इफेक्ट अवशिष्ट तनावों की पीढ़ी है, जो सामान्य रूप से घटकों के थकान जीवन को प्रभावित करने के लिए जाने जाते हैं। ANSYS वातावरण में डबल दीर्घवृत्ताकार ताप स्रोत (DEHS) मॉडल का उपयोग करके वेल्डिंग प्रक्रिया का अनुकरण करने का प्रयास किया गया है। यह देखा गया है कि इस मॉडल का उपयोग करके ऊष्मा स्रोत के अच्छे प्रवेश का उपयोग किया जा सकता है। चूंकि सामग्री प्लास्टिक विरूपण द्वारा उत्पन्न गर्मी गर्मी स्रोत से उत्पन्न गर्मी से कम परिमाण के आदेश है, इसलिए अवशिष्ट तनावों को महसूस करने के लिए अनुक्रमिक थर्मल और यांत्रिक विश्लेषण किया गया है। तापमान प्रोफ़ाइल और संबंधित अवशिष्ट तनाव प्रोफ़ाइल नीचे प्रस्तुत की गई है।

 

Thermo - Mechanical Simulation

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

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