Giới thiệu về thử nghiệm nén uốn đồng trục

Thử nghiệm nén uốn đồng trục là một phương pháp thử nghiệm vật liệu được sử dụng để đánh giá khả năng chịu uốn của mẫu dưới tác động của tải trọng đa hướng. Không giống như thử nghiệm uốn đơn trục , vốn tác dụng lực dọc theo một trục, phương pháp này phân bổ ứng suất đều theo hai hướng vuông góc, cung cấp thước đo thực tế hơn về hiệu suất sử dụng của vật liệu.

Phương pháp này đặc biệt hữu ích đối với các vật liệu giòn như gốm, thủy tinh và vật liệu composite tiên tiến có thể bị hỏng đột ngột mà không bị biến dạng dẻo đáng kể. Bằng cách mô phỏng các ứng suất kết hợp trong các ứng dụng thực tế, bài kiểm tra này mang lại đánh giá chính xác hơn về độ bền, độ nhạy khuyết tật và độ bền của sản phẩm.

Phương pháp vòng đồng tâm

Phương pháp được sử dụng rộng rãi nhất để kiểm tra độ nén uốn hai trục là phương pháp vòng đồng tâm. Một mẫu hình tròn được đỡ trên một vòng ngoài và được tải trọng xuyên qua một vòng trong đồng tâm nhỏ hơn. Cấu hình này tạo ra mô men uốn đồng đều trên toàn bộ mẫu, cho phép các kỹ sư đo cường độ uốn đẳng hướng.

Quy trình từng bước

  • Chuẩn bị mẫu - Cắt vật liệu thành đĩa tròn, thường có đường kính từ 25 mm đến 100 mm, với độ dày được kiểm soát. Đảm bảo các cạnh nhẵn và không có khuyết tật.
  • Điều hòa - Bảo quản và chuẩn bị mẫu trong môi trường được kiểm soát, thường ở nhiệt độ 23°C ± 1°C và độ ẩm tương đối 50% ± 2%, theo các tiêu chuẩn có liên quan.
  • Thiết lập thiết bị - Đặt mẫu vật vào giữa vòng đỡ, đảm bảo mẫu ổn định và được căn chỉnh chính xác.
  • Tải trọng - Tác dụng lực qua vòng tải bên trong với tốc độ không đổi, thường nằm trong phạm vi được xác định bởi tiêu chuẩn có liên quan (đối với gốm sứ, BS EN 843-1 chỉ định tốc độ khoảng 1 mm/phút).
  • Thu thập dữ liệu - Ghi lại lực tối đa chịu được trước khi phá hủy. Tính toán cường độ uốn đồng trục bằng cách sử dụng kích thước mẫu và tải trọng tác dụng.
  • Phân tích - So sánh kết quả với yêu cầu thông số kỹ thuật hoặc giá trị cơ sở để đánh giá hiệu suất vật liệu.

So sánh các phương pháp thử uốn

Phương pháp Hướng tải Phù hợp nhất cho Thuận lợi Hạn chế
Uốn cong ba điểm Đơn trục Dầm, mẫu kéo dài Đơn giản và nhanh chóng Tập trung ứng suất tại điểm tải
Uốn cong bốn điểm Đơn trục Mẫu lớn hơn Phân bố ứng suất đồng đều hơn Vẫn đơn trục
Đồng trục (vòng tròn đồng tâm) song trục Vật liệu giòn, gốm sứ, đĩa Ứng suất đa hướng đồng đều, phát hiện lỗi Yêu cầu chuẩn bị mẫu chính xác

Phương pháp vòng đồng tâm đặc biệt phù hợp để thử nghiệm độ bền đẳng hướng, khiến nó trở thành công cụ kiểm soát chất lượng quan trọng đối với vật liệu có thông số kỹ thuật cao.

Tiêu chuẩn chính cho thử nghiệm uốn đồng trục

Các tiêu chuẩn được công nhận quốc tế đảm bảo độ chính xác, khả năng lặp lại và khả năng so sánh của kết quả. Các tài liệu tham khảo phổ biến bao gồm:

Các tiêu chuẩn này xác định kích thước mẫu, điều kiện môi trường, tỷ lệ tải trọng và phương pháp tính toán.

Ứng dụng trong nhiều ngành công nghiệp

Thử nghiệm nén uốn đồng trục được sử dụng ở bất cứ nơi nào độ tin cậy của vật liệu dưới ứng suất đa hướng là rất quan trọng.

  • Ô tô - Kiểm tra đĩa phanh gốm, tấm thân xe composite và các bộ phận polymer tiên tiến để đảm bảo hiệu suất dưới tải trọng thay đổi.
  • Hàng không vũ trụ - Đánh giá gốm cánh tua-bin, tấm thân máy bay composite và vật liệu bảo vệ nhiệt.
  • Ngành gốm sứ - Đánh giá độ nhạy và độ bền của đồ dùng trên bàn ăn, vật liệu cách điện và gốm sứ kỹ thuật.
  • Xây dựng - Kiểm tra các sản phẩm kính, gạch và đá kiến trúc về độ an toàn và hiệu suất kết cấu.

Ví dụ: Trong sản xuất vạch kẻ đường bằng gốm, thử nghiệm uốn đẳng trục đã phát hiện ra một lỗi sản xuất gây ra nứt sớm dưới tải trọng. Việc điều chỉnh quy trình nung đã cải thiện độ bền uốn khoảng 20%, giảm thiểu hư hỏng trong quá trình sử dụng.

Dung dịch Mecmesin dùng cho thử nghiệm uốn đồng trục

Mecmesin thiết kế và sản xuất thiết bị chính xác cho thử nghiệm nén uốn hai trục đạt tiêu chuẩn, bao gồm phương pháp vòng đồng tâm. Hệ thống của chúng tôi kết hợp thiết kế cơ khí mạnh mẽ với phần mềm điều khiển và phân tích tiên tiến.

Các giá thử nghiệm cơ giới OmniTest và MultiTest-dV , cùng với phần mềm VectorPro , cung cấp:

  • Đo tải trọng có độ chính xác cao tới độ phân giải 0,1 N
  • Đo độ dịch chuyển đến 0,01 mm
  • Kiểm soát tốc độ có thể lập trình để tuân thủ đầy đủ tiêu chuẩn BS EN 843-1 và các tiêu chuẩn khác
  • Thiết bị cố định vòng đồng tâm có thể tùy chỉnh để căn chỉnh mẫu chính xác
  • Tự động thu thập, phân tích và báo cáo dữ liệu để kiểm tra chất lượng và truy xuất nguồn gốc

Các hệ thống này có tính linh hoạt khi thử nghiệm trên nhiều loại vật liệu, từ gốm sứ cao cấp đến vật liệu tổng hợp.

Nói chuyện với chuyên gia

Thử nghiệm nén uốn đồng trục bằng phương pháp vòng đồng tâm là một công cụ mạnh mẽ để đánh giá độ bền vật liệu dưới ứng suất thực tế, đa hướng. Phương pháp này đặc biệt quan trọng đối với vật liệu giòn và hiệu suất cao, trong đó biên độ an toàn và khả năng phát hiện khuyết tật là rất quan trọng.

Để thảo luận về các yêu cầu thử nghiệm của bạn, lựa chọn thiết bị Mecmesin phù hợp hoặc tích hợp thử nghiệm uốn đẳng trục vào quy trình kiểm soát chất lượng, hãy liên hệ với đội ngũ kỹ thuật của chúng tôi . Chúng tôi sẽ giúp bạn thiết lập một giải pháp chính xác, đáng tin cậy và tuân thủ tiêu chuẩn cho ứng dụng của bạn.

Mecmesin recommends...

Standards

Featured or equivalent test standards for Mecmesin solutions in this section