Sistema de pruebas mecánicas biaxiales in situEs un equipo de prueba mecánica que puede aplicar cargas bidireccionales independientes a las muestras y observar simultáneamente la evolución de la microestructura del material. el núcleo consta de tres partes: sistema de carga, módulo de caracterización in situ y sistema de medición y control, que es adecuado para estudiar el comportamiento mecánico del material en Estados de tensión complejos.
I. sistema de carga: lograr una aplicación de fuerza independiente y precisa bidireccional
Estructura de accionamiento
El sistema suele adoptar un diseño simétrico de cuatro columnas, equipado con dos unidades de servomotores independientes (servomotor + tornillo de bola / cilindro hidráulico), que controlan las pinzas de muestra en forma de Cruz en las direcciones X e y, respectivamente.
El modo de carga de dos ejes se divide en dos tipos:
Carga proporcional: la carga / desplazamiento en las direcciones X e y se aplica simultáneamente de acuerdo con la proporción preestablecida, simulando el Estado de tensión de los ejes dobles iguales y biaxiales parciales;
Carga no proporcional: el control independiente de la carga / desplazamiento en las direcciones X e y puede lograr rutas complejas como la carga sucesiva y la carga cíclica, reduciendo la fuerza de las condiciones reales de trabajo del material.
Diseño de accesorios y muestras
La mayoría de las muestras adoptan una estructura en forma de Cruz para evitar la concentración de esfuerzo en el extremo de agarre de la muestra de un solo eje y garantizar que el área de prueba se encuentre en un campo de esfuerzo de doble eje uniforme. La pinza está equipada con un dispositivo de bloqueo automático para evitar el deslizamiento de la muestra durante el estiramiento, reduciendo al mismo tiempo la interferencia de la deformación de la pinza en los resultados de la prueba.
II. módulo de caracterización in situ: observación simultánea de cambios microestructurales
La ventaja central de la "in situ" es que la carga mecánica se sincroniza con la caracterización microscópica, y los módulos integrados comunes incluyen:
Módulo de observación óptica: con cámara de alta velocidad y sistema de correlación de imagen digital (cid), la distribución de la tensión, la trayectoria de inicio y propagación de la grieta en el área de prueba se capturan en tiempo real pulverizando manchas en la superficie de la muestra, y se calculan el módulo de elasticidad y la relación de amarre del material.
Módulo de microscopía electrónica: microscopía electrónica de barrido integrada (sem) o dispositivo de difracción de retrodispersión electrónica (ebsd), carga la muestra en un ambiente de vacío, observa el deslizamiento del grano, la evolución del gemelo, el Movimiento de dislocación y otros comportamientos microscópicos, y establece una asociación entre las propiedades mecánicas macroscópicas y los cambios microestructurales.
Módulo ambiental especial: opcional con caja de alta y baja temperatura, baño de agua a temperatura constante, caja de corrosión, etc., simulando condiciones de trabajo como Alta temperatura, baja temperatura, ambiente fisiológico y medio de corrosión, y estudiando la influencia de factores ambientales en las propiedades mecánicas de doble eje.
3. sistema de medición y control: garantizar que las pruebas sean precisas y controlables
Unidad de control
Se adopta un sistema de servocontrol de circuito cerrado, que recoge datos de carga, desplazamiento y tensión en tiempo real a través de sensores de fuerza, sensores de desplazamiento y extensores. después de compararlos con los valores objetivo preestablecidos, se ajusta automáticamente la salida de la unidad de servocontrol para lograr cambios flexibles en los tres modos de control de fuerza, control de desplazamiento y control de tensión.
Unidad de procesamiento de datos
El sistema tiene un software integrado de adquisición y análisis de datos, que puede registrar datos como la curva de desplazamiento de carga biaxial, el mapa de nubes de distribución de tensión y la imagen de microestructura en tiempo real, y generar automáticamente informes de prueba para apoyar la exportación de datos y el análisis posterior.
IV. flujo de trabajo básico
Sujetar la muestra en forma de cruz, ajustar la posición de la pinza de acuerdo con las necesidades de prueba, establecer el modo de carga (proporcional / no proporcional), la velocidad de carga, la carga / desplazamiento objetivo;
Iniciar el módulo de caracterización in situ (como tic, sem) y completar la calibración previa a la prueba;
El sistema de medición y control impulsa la unidad de carga de dos ejes para aplicar fuerza y recopilar simultáneamente datos de carga, deformación e imágenes de microestructura;
Después de la prueba, el sistema integra automáticamente los datos y exporta los parámetros de las propiedades mecánicas y las leyes de evolución microscópica del material en el Estado de tensión biaxial.