Vysokorychlostní zkouška tahem
Lomové chování materiálů závisí mimo jiné na rychlosti zatížení. Vysokorychlostní zkoušky tahem umožňují charakterizovat vlastnosti kovů nebo plastů při vysokých rychlostech deformace. Tyto parametry jsou zvláště cenné pro simulace havárií.
Při vysokorychlostní zkoušce tahem se zkouší vzorky při rychlostech zatěžování až 20 m/s. Je také možné použít přímé měření rozložení deformací na vzorku, což umožňuje vytvářet plošné zobrazení napětí a deformace.
Vysokorychlostní tahové zkoušky se provádějí na vysokorychlostních zkušebních strojích. Tyto servohydraulické zkušební stroje dosahují rychlosti až 20 m/s při síle až 160 kN.
Nárazové zkoušky (crash test) jsou významné již ve fázi návrhu konstrukce
Dlouhou dobu je známo, že mechanicko-technologické vlastnosti materiálu závisí (mimo jiné) na rychlosti zatěžování, jinými slovy na rychlosti deformace. V praxi je vždy častou příčinou selhání součástí právě rázové zatížení. Konstruktéři zabývající se vývojem automobilů odolných proti nárazu brzy zjistili, že použití hodnot materiálových charakteristik získaných při kvazistatických zkouškách vede k zavádějícím výsledkům. Pouze s využitím dat z vysokorychlostních zkoušek tahem bylo možné dosáhnout dobré míry korelace mezi numerickou simulací a skutečností.
Vzhledem k tomu, že se numerické simulace stále častěji používají k navrhování tvářecích procesů (tváření plechů, kování), je znalost závislosti křivky průběhu deformace na rychlosti tváření nezbytná. V této souvislosti se diskuze mezi vědci zabývajícími se materiály vždy soustředí na rychlost deformace. Protože závisí na tvaru vzorku lo, nejsou vhodné pro stanovení charakteristiky stroje. Výrobci strojů proto uvádějí rychlost pohybu pístu.
Normy pro zkoušky tahem při vysokých rychlostech deformace
- SEP 1230: Určování mechanických vlastností plechu při vysoké deformační rychlosti (vysokorychlostní zkouška tahem)
- EN ISO 26203-2: Kovové materiály – Metoda zkoušení tahem při vysokých rychlostech deformace – Část 2: Servohydraulické a další zkušební systémy
- ISO/CD 22183 – v návrhu: Zkouška tahem plastů při vysoké rychlosti deformace na servohydraulických zkušebních strojích
- ISO 527-1, ISO 527-2; ASTM D638: Plasty – Stanovení tahových vlastností (pokrývá jen nízké rychlosti zkoušky)
- SAE J2749 11/2008: Vysokorychlostní zkouška tahem polymerů
- ISO 18872: Plasty: Stanovení tahových vlastností při vysokých rychlostech deformace
- ISO 82568, ASTM D1822: Stanovení rázové pevnosti v tahu (plastů)
Vysokorychlostní zkoušky tahem
Vysokorychlostní zkouška tahem plastů
Vysokorychlostní zkouška tahem kovových materiálů
Vysokorychlostní zkoušky za různých teplot
Sběr zkušebních dat
Při vysokorychlostních zkouškách tahem jsou vzorky často opatřeny tenzometry, aby se dosáhlo přesnějšího měření napětí-deformace. Tenzometry se umístí na protilehlých stranách na část vzorku, která podléhá pouze pružné deformaci. Tenzometry jsou uspořádány diagonálně, zapojené do polomůstku. Měřicí signál vykazuje podstatně méně oscilací než signál síly z piezo snímače.
Pro přesné měření deformace lze na vzorek ve zkoušeném průřezu také nalepit tenzometry. V takovém případě je tenzometr zapojen do plného můstku. Vzhledem k tomu, že zkušební časy jsou velmi krátké (pouze několik milisekund), jsou zapotřebí velmi rychlé měřicí zesilovače a přídavná karta s pamětí přechodových jevů.
