Двухосное испытание
При двухосном испытании образец - в отличие от одноосного испытания на растяжение - нагружается по двум осям усилия.
Нагружение дополнительно к растяжению или сжатию можно прикладывать посредством скручивающего момента (испытание на растяжение/сжатие с кручением). Для этого испытательная машина должна быть оборудована не только приводом траверсы, но и дополнительным торсионным приводом.
Для более детальных исследований материала в двухосном поле напряжения растяжения можно также проводить испытания образцов для многовекторного растяжения. Для испытаний образцов такой формы необходимы четыре испытательные оси.
С помощью дополнительных испытательных осей можно воспроизводить как постоянные характеристики напряжения (линейная цепь напряжения), так и любые комбинации цепей напряжения (ступенчатое прохождение).
Испытание на растяжение/сжатие с кручением Многовекторное испытание на растяжение Испытательные машины
Испытание на растяжение/сжатие с кручением
Испытание на растяжение/сжатие с кручением (испытание ZDT) представляет собой многоосный метод испытаний материалов и готовых изделий, комбинирующий скручивающий момент с испытанием на растяжение или сжатие.
Посредством применения торсионного привода возникает скручивание образца. Дополнительное приложение усилия в направлении растяжения или сжатия обуславливает различные виды нагружения материала.
Скручивающий момент Mt рассчитывается из усилия F на рычаге, умноженного на длину r используемого рычага: Mt = F ⋅ r
Измерение деформации / нагрузки осуществляется посредством датчика силы и крутящего момента.
Двухосные испытания образцов на многовекторное растяжение
Двухосное испытание на растяжение является особенностью испытаний материалов. Из-за растущих требований к материалам определения характеристик на основе одноосных состояний напряжения бывает не достаточно. В процессе испытания на многовекторное растяжение генерируются поля напряжения растяжения, которые возникают при двухосном нагружении образца для многовекторного растяжения.
Для генерации двухосного поля напряжения растяжения необходимы четыре приводные оси, управляемые и регулируемые либо по отдельности, либо в режиме задатчика/исполнителя (по две приводные оси).
Если, наряду с измерением и регулированием по деформации, также желательно регулирование по центру на образце для многовекторного растяжения, то решение с управляемыми и регулируемыми по отдельности приводными осями обязательно необходимо.
Двухосное испытание на растяжение применяется преимущественно в области исследований и разработок, чтобы исследовать определенные значения напряжения в точке пересечения образца. Для области испытаний металлов существует проект стандарта ISO-FDIS 16842, в котором приводится описание исполнения образцов, испытательной конструкции и процессов испытаний.
Образец для многовекторного растяжения нагружается в двух направлениях (в данном случае вертикально и горизонтально). Стрелками показано номинальное напряжение. В углах образца во время испытания возникает особенно высокое напряжение в материале, которое обозначается как местное напряжение. Красными линиями обозначены траектории напряжения.
Испытательные стратегии для одноосных и двухосных путей нагружения при многовекторном испытании на растяжение
Здесь также представлены оба направления нагружения по вертикали и горизонтали. Посредством двух испытательных осей можно воспроизводить как постоянные характеристики напряжения (линейная цепь напряжения), так и любые комбинации цепей напряжения (ступенчатое прохождение).
Полученные из этого испытательные стратегии отображены схематично в этой диаграмме.
Оптическое измерение/регулирование по деформации
Для измерения деформации в двухосном поле напряжения растяжения используются оптические измерительные системы, с помощью которых, наряду с измерением и регулированием по деформации, в расширенном исполнении также возможно регулирование по центру образца.
При этом на образцы для многовекторного растяжения можно наносить соответствующие метки, с помощью которых измерительная система будет регистрировать смещения в соответствующем осевом направлении. Для измерения/регулирования по деформации принципиально необходимо наличие 4 меток.
Если желательно дополнительное регулирование по центру, то необходима дополнительная метка в центре образца.
