Sistema de ensaio mecânico de dois eixos in situÉ um dispositivo de teste mecânico que pode aplicar uma carga bidirecional independente à amostra e sincronizar a evolução da microestrutura do material, o núcleo é composto por um sistema de carga, um módulo de caracterização in situ e um sistema de controle em três partes, aplicável ao estudo do comportamento mecânico do material em um estado de tensão complexo.
Sistema de carregamento: alcançar força de precisão bidirecional independente
Estrutura de condução
Normalmente, o sistema tem um layout simétrico de quatro colunas, equipado com dois conjuntos de unidades de servo-accionamento independentes (servomotor + parafuso de bola / cilindro hidráulico) para controlar a fixação de amostra cruzada em ambas as direções X e Y, respectivamente.
O modo de carga de dois eixos é dividido em dois tipos:
Carga proporcional: carga / deslocamento direcional X e Y aplicada sincronicamente em proporção padrão, simulando o estado de tensão de dois eixos e dois eixos parciais;
Carga não proporcional: controle independente de carga / deslocamento na direção X e Y, que pode realizar caminhos complexos como carga sucessiva e carga circular, reduzindo a força real do material.
Design de fixações e amostras
A maioria das amostras adota uma estrutura cruzada para evitar o problema da concentração de tensão da extremidade de retenção da amostra de um eixo único e garantir que a área de teste esteja em um campo de tensão uniforme de dois eixos. A fixação é equipada com um dispositivo de autobloqueio para evitar o deslizamento durante o alongamento da amostra e, ao mesmo tempo, reduzir a interferência da deformação da fixação nos resultados do teste.
Módulo de caracterização in situ: observação sincronizada de mudanças microestruturais
A principal vantagem do "in situ" é que a carga mecânica é sincronizada com a caracterização microscópica, e os módulos integrados comuns incluem:
Módulo de observação óptica: combinado com câmeras de alta velocidade e sistemas de imagem digital (DIC), captura em tempo real da distribuição de tensão, formação de rachaduras e trajetória de expansão na área de teste através da pulverização de manchas dispersas na superfície da amostra, cálculo de parâmetros como o módulo elástico do material e a proporção de Poisson.
Módulo de microscópio eletrônico: microscópio eletrônico de varredura (SEM) ou dispositivo de difração de espalhamento eletrônico (EBSD) integrado para carregar amostras em um ambiente de vácuo, observar deslizamento de grãos, evolução de gêmeos, movimentos de erro de bit e outros comportamentos microscópicos para estabelecer uma associação entre o desempenho macromecânico e mudanças microestruturais.
Módulos ambientais especiais: podem ser equipados com caixas de alta e baixa temperatura, banhos de água termostáticos, caixas de corrosão, etc., para simular altas temperaturas, baixas temperaturas, ambientes fisiológicos, meios de corrosão e outras condições de trabalho, para estudar o impacto dos fatores ambientais no desempenho mecânico de dois eixos.
Sistema de controle de medição: garantir o controle preciso do teste
Unidade de controle
Adotando o sistema de controle de servo de circuito fechado, através do sensor de força, sensor de deslocamento, extensômetro de captura de carga, deslocamento e dados de tensão em tempo real, após a comparação com o valor objetivo predefinido, ajustar automaticamente a saída da unidade de accionamento de servo para alcançar a comutação flexível dos três modos de controle de força, controle de deslocamento e controle de tensão.
Unidade de processamento de dados
O software de coleta e análise de dados incorporado ao sistema registra em tempo real dados como cargas de dois eixos - curvas de deslocamento, gráficos de distribuição de tensão, imagens de microestruturas e gerar automaticamente relatórios de teste para suportar a exportação de dados e análise adicional.
IV. Fluxo de trabalho principal
Montagem de amostras cruzadas, ajustar a posição da fixação de acordo com as necessidades do teste, definir o modo de carga (proporcional / não proporcional), velocidade de carga, carga / deslocamento alvo;
Iniciar o módulo de caracterização in situ (por exemplo, DIC, SEM) para concluir a calibração pré-teste;
O sistema de medição e controle impulsiona a força da unidade de carga de dois eixos para capturar simultaneamente cargas, dados de tensão e imagens de microestrutura;
Após o teste, o sistema integra automaticamente os dados para obter parâmetros de propriedade mecânica do material em um estado de tensão de dois eixos e leis de microevolução.