In 2011 het een van Amerika se mees gevorderde onbemande vliegtuie neergestort. In 2013 het 'n treinongeluk in Parys sewe gedood. En in 2016 het 'n Union Pacific-trein in Mosier, Oregon, ontspoor en 42,000 XNUMX liter ru-olie gemors.
Keegan Moore, assistent-professor in meganiese en materiaalingenieurswese, sal hoëspoedkameras gebruik om die koppelvlakkontaktoestande vas te vang - die oppervlaktes wat die boute bymekaar hou. Beeldkrediet: Craig Chandler | Universiteitskommunikasie en -bemarking
Dit is net drie dramatiese voorbeelde van hoe een van die mees ergerlike en min-verstaanbare verskynsels van basiese meganika - die losmaak van boute met verloop van tyd - verwoesting kan veroorsaak. Die Universiteit van Nebraska–Lincoln se Keegan Moore bestudeer hoe dit gebeur en hoe dit voorkom kan word met 'n vyfjaar-toelaag van $727,410 van die Nasionale Wetenskapstigting se Fakulteit Vroeë Loopbaanontwikkelingsprogram.
“Los boute is nie net die skuld vir hoëprofiel-katastrofes nie; hulle is 'n bedreiging in die alledaagse lewe, van speelgrondtoerusting en motors tot biomediese inplantings en die James Webb-ruimteteleskoop,” het Moore, assistent-professor in meganiese en materiaalingenieurswese, gesê.
Moore het gesê dat ten spyte van die alomteenwoordigheid van boute en skroewe in die infrastruktuur van alle soorte, min verstaan word oor hoe 'n struktuur se dinamika hul losmaak tydens normale werking kan beïnvloed.
"Bot- en gewriglosmaak is sedert die Industriële Revolusie bestudeer omdat dit sedertdien 'n probleem was," het Moore gesê.
Hy hoop dat sy navorsing sommige van daardie vrae sal beantwoord. Hy sal fokus op rotasie-losmaak, wat deur vibrasies in strukture veroorsaak word.
Sluitwassers is die mees algemene benadering wat gebruik word om te verhoed dat boute losraak, maar in baie gevalle is dit ondoeltreffend of verhoog dit selfs die tempo van losmaak. Ander benaderings, insluitend wringkragmoere en die gebruik van twee moere op 'n bout, blyk op sy beste te vertraag, nie te verhoed nie, losmaak.
Moore se projek sal die koppelvlakkontaktoestande meet - die oppervlaktes wat die bout bymekaar hou - met behulp van hoëspoed digitale kameras wat film teen duisende rame per sekonde. Hy glo die spanninge wat rondom die boutkop of moer gemeet word, kan gekarteer word na die kontaktoestande binne die koppelvlak rondom die boutgat. Hy sal ook modelleringsraamwerke vervaardig om die dinamika van losmaak weer te gee en te bepaal hoe 'n struktuur se dinamika losmaakboute beïnvloed.
"Dit sal hopelik vir ons 'n nuwe venster gee aan wat in die koppelvlak aangaan wat ons nog nooit vantevore gehad het nie en ons sal in staat wees om te meet hoe dit die dinamika verander soos die bout losmaak en die struktuur skud," het Moore gesê.
Een sleuteluitdaging is om te verstaan hoe een losmaakbout 'n impak elders in 'n struktuur kan hê.
"Veranderinge in een bout kan dramatiese veranderinge elders veroorsaak ... nie net mislukking nie, maar veranderinge in werking," het hy gesê.
Die losmaak van boute is een aspek van Amerika se verouderende infrastruktuur. Hy hoop dat sy navorsing kan lei tot voorspellende instandhouding wat sal fokus op spesifieke waarskynlike probleemareas, wat meer doeltreffend is as om alle boute te probeer monitor.
Soos met alle BEROEP toelaes, sluit Moore's 'n onderwyskomponent in. Hy beplan om bestaande dinamikakursusse in meganiese ingenieurswese te "gamify" deur samewerkende, nie mededingende, spelgebaseerde leer te ontwikkel en 'n virtuele werklikheidsdinamika-laboratorium te skep "om opwinding en nuuskierigheid in die klaskamer te genereer en die deel van idees te transformeer." Hy beplan ook om 'n nuwe gegradueerde kursus oor spelgebaseerde leer te skep.
NSF BEROEP toekennings ondersteun pre-tenure fakulteite wat onderwyser-skoliere se rol deur uitstaande navorsing, uitstekende onderwys en die integrasie van onderwys en navorsing toon.
