Zkouška při dvouosém namáhaní
Při zkoušce dvouosým namáháním, na rozdíl od jednoosé tahové zkoušky, je vzorek zatěžován ve dvou směrech zatěžování.
Kromě tahového nebo tlakového zatížení lze dále aplikovat i krouticí moment (zkouška tahem-tlakem-krutem). K tomu je nutné stroj pro zkoušení materiálů vybavit vedle klasického pohonu příčníku také přídavným pohonem pro vyvození krouticího momentu.
Pro další zkoumání materiálu při dvouosém tahovém namáhání lze zkoušky provádět také na vzorcích ve tvaru kříže. Pro zkoušky vzorků tohoto tvaru jsou zapotřebí čtyři zkušební systémy (osy zatěžování).
Přídavné zkušební (zatěžovací) osy lze využít k dosažení jak konstantních poměrů napětí (lineární průběh), tak libovolně kombinovaných průběhů napětí (stupňovitý režim).
Zkouška tahem, tlakem a krutem Křížová zkouška Zkušební stroje
Zkouška tahem-tlakem-krutem
Zkouška tahem, tlakem a krutem je víceosá zkušební metoda používaná při zkoušení materiálů a součástí, která kombinuje krouticí moment se zkouškou tahem nebo tlakem.
Použití pohonu pro torzi vyvolává namáhání vzorku krutem. Dodatečné působení síly ve směru tahu nebo tlaku způsobuje různé typy namáhání ovlivňující pevnosti materiálu.
Krouticí moment Mt se vypočítá ze síly F působící na použité rameno (délka páky r): Mt = F ⋅ r
Zatížení nebo deformace se měří pomocí snímačů síly (dráhy) a krouticího momentu (úhlu).
Dvouosá tahová zkouška na křížovém vzorku
Unikátní metodou zkoušení materiálů je dvouosá tahová zkouška (biaxiální zkouška v tahu). Zvyšující se nároky kladené na součásti znamenají, že stanovení charakteristických hodnot materiálů pomocí jednoosých stavů napjatosti již není dostačující. Křížová zkouška se používá k vytvoření tahových napěťových polí, která vznikají při dvouosém zatížení křížového vzorku.
K vytvoření dvouosého pole tahového napětí jsou zapotřebí buď čtyři zatěžovací samostatně řízené a nastavitelné osy, nebo dva jednotlivé pohony pracující v režimu Master/Slave.
Pokud je kromě měření a řízení deformace požadována i kontrola centrálního bodu křížového vzorku, je naprosto nezbytné řešení s individuálně ovladatelnými a nastavitelnými osami pohonu.
Dvouosá zkouška tahem se provádí především v oblasti výzkumu a vývoje při sledování definovaných hodnot napětí v konkrétních místech vzorku. Pro oblast zkoušení kovů existuje návrh normy ISO-FDIS 16842, který obsahuje pokyny pro úpravu vzorků, uspořádání zkoušek a zkušební postupy.
Křížové zkušební těleso je zatíženo ve dvou směrech (zde svisle a vodorovně). Šipky vyznačují jmenovité napětí. Během zkoušky dochází k výrazně vysokému namáhání materiálu v rozích křížového vzorku, které se označuje jako vrubové napětí (oblast koncentrace napětí). Trajektorie napětí jsou znázorněny červenými čarami.
Metody zkoušek pro jednoosé a dvouosé zatěžování křížových vzorků
Oba směry zatížení jsou opět zobrazeny vertikálně a horizontálně. Zkušební (zatěžovací) osy lze využít k dosažení jak konstantních poměrů napětí (lineární průběh), tak libovolně kombinovaných průběhů napětí (stupňovitý režim).
Výsledné zkušební metody jsou schematicky znázorněny v tomto diagramu.
Optické měření deformací / řízení deformace
Optické měřicí systémy se používají pro měření deformací ve dvouosém napěťovém poli. Rozšířená verze těchto měřicích systémů umožňuje kromě měření a řízení deformace také kontrolu centrálního bodu vzorku.
Vzorky musí být opatřeny příslušnými značkami (rastrem), které měřicí systém využívá ke sledování posunů v příslušném směru zatěžování. Pro měření/řízení tahového zatěžování jsou zapotřebí v podstatě čtyři značky.
Pokud je vyžadována dodatečná kontrola centrálního bodu, je třeba ve středu vzorku umístit další značku.
