20 kHz tezlikdə ultrasəs vibrasiyası ilə oxboyu yorulma sınağı

Oxboyu yorulma sınağı materialşünaslığın və maşınqayırmanın əsas üsullarından biridir və materialların və konstruksiya komponentlərinin təkrarlanan dövri yüklənmə altında davranışını qiymətləndirmək üçün nəzərdə tutulub. Nümunələri davamlı dartılma və sıxılma gərginliklərinə məruz qoymaqla mühəndislər yorulma hədlərini müəyyən edə, istismar müddətini proqnozlaşdıra və sıradan çıxma mexanizmlərini aşkar edə bilərlər. Ənənəvi yorulma sınağı maşınları adətən 10–400 Hz tezliklərdə işləyir. Standart yüksək dövrlü yorulma sınaqları üçün səmərəli olsalar da, bu ənənəvi sistemlər 10⁷–10⁹ dövrdən artıq ömürləri əhatə edən çox yüksək dövrlü yorulma (VHCF) rejiminin xarakterizə edilməsi zamanı olduqca çox vaxt tələb edir.

Materialın dözümlülüyünü 20 kHz tezlikdə sınayın!

Ultrasəs vibrasiyalı yorulma sınağı metalları, ərintiləri, birləşmələri və qabaqcıl materialları (10⁷) yük dövründən artıq dövrlərdə qiymətləndirməli olan material tədqiqatçıları, sınaq laboratoriyaları və mühəndislik qrupları üçün nəzərdə tutulub – ənənəvi yorulma sınağı maşınlarının uzun işləmə müddətləri olmadan.
 
Sürətli və təkrarlana bilən oxboyu yorulma sınaqlarının materialların hazırlanmasına, davamlılığın qiymətləndirilməsinə və sıradan çıxmanın təhlilinə dəstək verdiyi aerokosmik, avtomobil, enerji, istehsalat və akademik tədqiqat və inkişaf tətbiqləri üçün idealdır.
 
20 kHz tezlikli həyəcanlandırma mənbəyindən istifadə etməklə nəzəri olaraq təxminən 14 saat fasiləsiz iş ərzində bir milyard dövr toplamaq mümkündür.

Ultrasəs yorulma sınağı (UFT)

Ənənəvi üsulların vaxt məhdudiyyətlərini aradan qaldırmaq üçün ultrasəs yorulma sınağı materialların sürətli xarakterizə edilməsində əvəzolunmaz üsula çevrilib. 20 kHz rezonans tezliyində işləyən ultrasəs sistemləri ənənəvi maşınlarla müqayisədə dövri yüklənməni 50–2.000 dəfə sürətləndirir. Tezliyin bu kəskin artımı sınaq müddətini bir neçə aydan cəmi bir neçə günə və ya saata endirir, tam gərginlik–ömür (S-N) əyrilərinin sürətlə əldə edilməsinə imkan verir və metalların, ərintilərin və qabaqcıl kompozitlərin VHCF davranışının öyrənilməsini asanlaşdırır.

Ultrasəs tətbiqi ilə oxboyu yorulma sınağı üçün it sümüyü formalı nümunə

UIP1000hdT sonikatoru: mexanizm və idarəetmə

Hielscher UIP1000hdT materialların dəqiq sınaqları üçün geniş şəkildə uyğunlaşdırılan yüksək məhsuldarlıqlı ultrasəs prosessorudur. Sistemin əsasını yüksək tezlikli elektrik siqnallarını mexaniki vibrasiyalara çevirən pyezoelektrik çeviricilər təşkil edir. Oxboyu yorulma sınağı üçün konfiqurasiya edildikdə UIP1000hdT bu vibrasiyaları gücləndirən və sınaq nümunəsinə ötürən gücləndirici və sonotrod yığımı ilə birləşdirilir.
Əsas iş xüsusiyyətləri bunlardır:

• 20 kHz rezonans tezliyi: Sistem standart yorulma nümunələrinin həndəsi formaları boyunca oxboyu gərginlik dalğalarını səmərəli şəkildə yayan standart ultrasəs tezliyində işləyir.
• İdarə olunan amplitudanın ötürülməsi: UIP1000hdT adətən mikrometrlərlə tənzimlənə bilən dəqiq amplituda idarəetməsini təmin edir. Bu, tədqiqatçılara konkret nisbi deformasiya və ya yük hədəflərinə uyğun dəqiq gərginlik səviyyələri təyin etməyə imkan verir.
• Qapalı dövrəli əks əlaqə: Müasir sistemlər sonikatorun idarəedicisinə real vaxt məlumatlarını geri ötürən yerdəyişmə sensorlarını (məsələn, lazer Doppler vibrometrlərini və ya tenzometrləri) özündə birləşdirir. Bu əks əlaqə dövrəsi sabit amplitudanı saxlamaq üçün giriş gücünü dinamik şəkildə tənzimləyir və nümunənin sərtliyində, temperaturunda və ya bərkitmə şəraitində baş verən dəyişiklikləri kompensasiya edir.

UIP1000hdT əsasında qurulmuş sistem yüksək dövrlü və çox yüksək dövrlü rejimlərdə sürətləndirilmiş oxboyu yorulma sınaqları üçün kompakt platforma təmin edə bilər. Etibarlı nəticələr yalnız ultrasəs vibrasiyasından deyil, həm də rezonanslı nümunənin layihələndirilməsindən, amplituda ilə gərginlik arasındakı əlaqənin dəqiq kalibrlənməsindən, temperaturun idarə olunmasından və bütün vibrasiya sisteminin fasiləsiz monitorinqindən asılı olduğuna görə Hielscher sistemin layihələndirilməsində sizə kömək edir və xüsusi sifarişlə nümunə bərkitmə qurğuları istehsal edir.

Materialın vibrasiya altında möhkəmlik sınağında nələri nəzərə almalısınız

Oxboyu yorulma sınağı üçün UIP1000hdT kimi 20 kHz ultrasəs sisteminin tətbiqi bir neçə eksperimental amilə diqqətlə yanaşmağı tələb edir:

1. Nümunənin layihələndirilməsi: 20 kHz tezlikdə rezonansa nail olmaq üçün nümunələr adətən mexaniki emalla qum saatı və ya it sümüyü formasına salınır. Bu formalar ultrasəs dalğaötürücüsünün akustik dalğa uzunluğuna uyğun gəlməklə yanaşı, gərginliyi dar ölçmə hissəsində cəmləşdirir.
2. İstiliyin idarə olunması: Yüksək tezlikli dövri yüklənmə materialın histerezisi və sürtünmə səbəbindən əhəmiyyətli daxili istilik yaradır. Nəzarətsiz temperatur artımı materialın xassələrini dəyişə və ya termik yumşalmaya səbəb ola bilər. Nümunələri ətraf mühit şəraitinə yaxın saxlamaq üçün istiqamətləndirilmiş sıxılmış hava və ya maye ilə soyutma köynəkləri kimi səmərəli soyutma sistemləri vacibdir.
3. Oxların uyğunlaşdırılması və bərkitmə qurğusunun layihələndirilməsi: Parazit əyilmə momentlərinin yaranmasının qarşısını almaq üçün oxların dəqiq uyğunlaşdırılması həlledici əhəmiyyət daşıyır. Xüsusi sifarişlə hazırlanmış bərkitmə qurğuları ultrasəs sonotrodunun sırf oxboyu dalğaları birbaşa nümunəyə ötürməsini təmin etməli və bununla məlumatların bütövlüyünü qorumalıdır.
4. Sıradan çıxmanın aşkarlanması: 20 kHz tezlikdə nümunənin qırılması rezonans tezliyində və amplitudada qəfil dəyişiklik yaradır. Monitorinq sistemləri sınağı avtomatik dayandırmaq və sıradan çıxma anındakı dəqiq dövr sayını qeydə almaq üçün bu real vaxt dəyişikliklərini izləyir.

UIP1000hdT sonikatoru ilə yorulma sınağını sürətləndirin

UIP1000hdT sonikatorundan istifadə edilən ultrasəs yorulma sınağı materialın vibrasiya altında möhkəmliyini qiymətləndirmək üçün yüksək dərəcədə səmərəli və dəqiq metodologiyadır. Tədqiqatçılar idarə olunan 20 kHz oxboyu vibrasiyalar tətbiq etməklə yorulma göstəricilərini sürətlə xarakterizə edə bilərlər.