Á sviði nákvæmnimælinga er lengdarmælitækið lykiltæki til að tryggja víddarnákvæmni vara og afköst grunnefnisins hafa bein áhrif á stöðugleika og endingartíma búnaðarins. Á undanförnum árum hefur sífellt fleiri lengdarmælitæki byrjað að nota granít sem grunnefni. Ein af mikilvægustu ástæðunum fyrir þessu er framúrskarandi þreytuþol graníts. Tilraunagögn sýna að þreytuþol graníts er sjö sinnum hærra en steypujárns. Þessi verulegi kostur veitir sterka tryggingu fyrir lengingu endingartíma grunns lengdarmælitækisins.
Til að staðfesta muninn á þreytuþoli milli graníts og steypujárns framkvæmdi rannsóknarhópurinn röð strangar tilrauna. Í tilrauninni voru valin sýni af granít- og steypujárnsgrunni með sömu forskriftum og við hermunarskilyrði sömu vinnuskilyrða. Með þreytuprófunarvélinni eru breytilegar álagsbreytingar settar á grunnsýni tveggja efna til að herma eftir ytri kröftum eins og titringi og þrýstingi sem lengdarmælitækið verður fyrir við langtímanotkun. Í tilrauninni voru breytingar á örbyggingu, yfirborðsskemmdum og niðurbroti á stórum vélrænum eiginleikum efnisins eftir hverja álagshringrás nákvæmlega skráðar.
Eftir fjölda álagslykkjutilrauna eru niðurstöðurnar merkilegar. Greinilegar þreytusprungur komu fram í steypujárnssýnunum eftir tiltölulega fáar álagslotur. Þegar loturnar aukast stækka þessar sprungur stöðugt og safnast saman, sem leiðir til eyðileggingar á burðarþoli efnisins og verulegrar lækkunar á vélrænum eiginleikum þess. Hins vegar fóru granítsýnin að sýna afar fínar smásjársprungur aðeins eftir að hafa gengist undir álagslotur sem voru nokkrum sinnum meiri en í steypujárni, og sprunguútbreiðsluhraði var afar hægur. Frá makróskópísku sjónarhorni er niðurbrot vélrænna eiginleika granítgrunna mun lægra en í steypujárnsgrunnum. Með faglegri gagnagreiningu og útreikningum var að lokum komist að þeirri niðurstöðu að þreytustyrkur granítefnis er sjö sinnum hærri en í steypujárni.
Ástæðan fyrir því að granítefni hafa svona mikinn þreytuþol tengist náið innri uppbyggingu þeirra og steinefnaeiginleikum. Granít er storkuberg sem myndast við nána samsetningu ýmissa steinefnakristalla. Steinefnaagnirnar í því fléttast saman og mynda þétta og stöðuga uppbyggingu. Þessi uppbygging gerir graníti kleift að dreifa spennu jafnt þegar það verður fyrir utanaðkomandi kröftum, sem dregur úr fyrirbærinu af staðbundinni spennuþéttni og seinkar þannig myndun og útbreiðslu þreytusprungna. Aftur á móti eru nokkrar smásæjar svitaholur og óhreinindi inni í steypujárni. Þessir gallar verða „uppeldisstöð“ fyrir upphaf þreytusprungna. Þegar þeir verða fyrir utanaðkomandi kröftum eru þeir líklegir til að valda spennuþéttni og flýta fyrir þreytubroti efnisins.
Fyrir lengdarmælitækið þýðir mikill þreytuþol granítgrunnsins að við langtímanotkun er hægt að viðhalda stöðugleika og nákvæmni burðarvirkisins betur. Mælivillan sem stafar af þreytuaflögun grunnsins hefur verið minnkuð og áreiðanleiki mælinganiðurstaðnanna hefur verið bættur. Þar sem granítgrunnurinn er minna viðkvæmur fyrir þreytuskemmdum dregur það verulega úr viðhaldstíðni og endurnýjunarkostnaði búnaðarins og lengir verulega heildarlíftíma lengdarmælitækisins.
Í nútíma framleiðsluumhverfi þar sem nákvæmniskröfur fyrir vörur eru sífellt strangari, er stöðugleiki lengdarmælitækisins, sem lykilbúnaður fyrir gæðaeftirlit, afar mikilvægur. Granítefnið, með þreytuþol sem er langt umfram steypujárn, býður upp á betri kost fyrir hönnun og framleiðslu á botni lengdarmælitækisins og er orðið mikilvægur leyndarmál að því að lengja líftíma botnsins og tryggja nákvæmni nákvæmra mælinga. Það mun örugglega gegna stærra hlutverki í að efla þróun nákvæmrar mælingartækni.
Birtingartími: 13. maí 2025