Máy kiểm tra độ mỏi creep là thiết bị quan trọng trong lĩnh vực đánh giá tính chất cơ học của vật liệu hiện đại. Nó chủ yếu được sử dụng để mô phỏng hành vi thất bại của vật liệu dưới tác động kết hợp của nhiệt độ cao, tải trọng duy trì và tải trọng tuần hoàn. Nó được sử dụng rộng rãi trong các lĩnh vực quan trọng như hàng không vũ trụ, năng lượng và hóa chất.
I. Nguyên tắc làm việc: tải trọng hỗn hợp tĩnh và động
Nguyên tắc hoạt động của nó là sự chồng chất phức tạp của hai cơ chế vật lý, creep và mệt mỏi.
Mô phỏng cơ chế creep: Thiết bị đầu tiên áp dụng tải tĩnh không đổi (dưới sức mạnh năng suất của vật liệu) lên mẫu thử và đặt nó trong môi trường nhiệt độ cao có thể kiểm soát được. Dưới tác động của ứng suất và nhiệt độ cao liên tục, các nguyên tử bên trong của vật liệu sẽ trải qua sự khuếch tán, trượt sai vị trí và leo lên, dẫn đến biến dạng nhựa chậm và liên tục theo thời gian, tức là biến dạng creep.
Mô phỏng cơ chế mỏi: Trên "nền" của tải trọng không đổi này, máy thử đi qua một hệ thống điều khiển servo tinh vi và chồng lên một tải trọng tuần hoàn động theo chu kỳ (như tải kéo hoặc tải kéo). Ứng suất chéo này có thể kích hoạt sự khởi đầu và mở rộng của các vết nứt nhỏ bên trong vật liệu.
Cốt lõi là quá trình leo tĩnh ở nhiệt độ cao sẽ đẩy nhanh sự mở rộng của các vết nứt nhỏ mệt mỏi, trong khi tải trọng mệt mỏi động theo chu kỳ sẽ làm trầm trọng thêm sự hình thành và kết nối của các lỗ leo. Cả hai thúc đẩy lẫn nhau, làm giảm đáng kể tuổi thọ của vật liệu, do đó tái tạo chính xác quá trình tích lũy thiệt hại và thất bại của các thành viên trong điều kiện làm việc thực tế.
II. Đặc điểm kỹ thuật: độ chính xác cao và độ phức tạp cao
Để đạt được các nguyên tắc làm việc phức tạp nêu trên, loại máy thử này có các đặc điểm kỹ thuật đáng chú ý sau:
Khả năng tải hỗn hợp chính xác cao: Với động cơ servo tiên tiến hoặc hệ thống điều khiển servo thủy lực điện, nó có thể xuất tải tĩnh không đổi và tải động của nhiều dạng sóng (như sóng sin, sóng tam giác) đồng thời chính xác và ổn định, đảm bảo độ ổn định và độ chính xác lâu dài của điều khiển tải.
Mô phỏng môi trường nhiệt độ cao chính xác: Được trang bị lò nhiệt độ cao hiệu suất cao hoặc hộp môi trường, nó có thể duy trì tính đồng nhất và ổn định của nhiệt độ trong một thời gian dài (độ chính xác điều khiển nhiệt độ có thể đạt ± 1 ° C~2 ° C), đây là tiền đề để có được dữ liệu leo đáng tin cậy.
Hệ thống đo biến dạng tiên tiến: tích hợp máy đo độ chính xác cao, không chỉ để đo tổng căng thẳng do tải trọng tuần hoàn gây ra, mà còn để phân biệt và ghi lại căng thẳng leo tăng chậm theo thời gian, độ phân giải của hệ thống đo và yêu cầu khả năng chống nhiễu nhiệt độ cao.
Bảo vệ an toàn phức tạp và phân tích dữ liệu: Do thời gian thử nghiệm cực kỳ dài (lên đến hàng nghìn giờ), thiết bị phải có chuỗi an toàn hoàn hảo, bảo vệ quá tải và khả năng không giám sát. Hệ thống phần mềm của nó có khả năng ghi lại, xử lý và phân tích dữ liệu đa thông số như tải trọng, nhiệt độ, căng thẳng và thời gian trong thời gian thực, cung cấp cơ sở chính cho các mô hình dự báo tuổi thọ.
Tóm lại, máy kiểm tra độ mỏi leo thông qua tải đa trục chính xác, hệ thống kiểm soát và đo lường môi trường nhiệt độ cao, đã tiết lộ sâu sắc cơ chế thất bại của vật liệu trong điều kiện dịch vụ khắc nghiệt và là công cụ nghiên cứu khoa học để thiết kế an toàn và đánh giá tuổi thọ của thiết bị công nghiệp hiện đại.