Кооперация с университетами
Фирма ZwickRoell регулярно оказывает поддержку университетам и ВУЗам в форме содействия при подготовке работ на соискание степени бакалавра, магистра или доктора. Как правило, для осуществления соответствующего проекта фирма ZwickRoell предоставляет необходимое для научной работы испытательное оборудование. Кроме того, при этом возникают новые или усовершенствованные методы испытаний и продукты, обогащающие производственную палитру фирмы ZwickRoell. В условиях тесного сотрудничества в последние годы возникла эффективная кооперация. Экспертные знания фирмы ZwickRoell в области испытаний материалов и машиностроения в сочетании с научной обработкой в университете создают тесное сотрудничество.
Микрозахваты
В последние годы множатся запросы на решения для испытаний все меньших образцов. Например, образцы, извлекаемые из готовых изделий, могут быть очень малыми из-за геометрии и размеров самого изделия, а также могут вызывать интерес эффекты масштабирования свойств материала. Даже в области стандартизации для различных материалов уже регламентированы стандартные образцы "мини".
В связи с этим фирма ZwickRoell с университетом прикладных наук Люцерна запустила совместный проект для специальной оптимизации работы с такими мини-образцами.
С этой целью в университете Люцерна в рамках дипломной работы на соискание степени бакалавра была разработана концепция захвата нового типа для испытаний микрообразцов на растяжение. В дополнение к проблематике обработки образцов в этой работе также был решен вопрос с выравниванием малых образцов.
Специальный зажим с линейной направляющей
Для оптимальной обработки образца захват извлекается из машины и откладывается в эргономической позиции на стол. Образец располагается на каретке, затем вставляется в губки по центру. После этого каретка удаляется, верхняя губка подводится к образцу и фиксируется.
Теперь можно с помощью специального подвесного крепления ввести захват в испытательную машину. Благодаря этой последовательности действий совместно с линейной направляющей, сводится к минимуму воздействие косого растяжения и других посторонних усилий.
Использование датчика laserXtens compact HP обеспечивает возможность полностью определять механические характеристики даже наименьших образцов с расчетной длиной менее 3 мм.
Оптическое измерение деформации
При этом особое значение имеет прямое измерение деформации. Важны очень высокое разрешение и точность, т.к. из-за размеров образца абсолютная деформация зачастую составляет лишь несколько µм. Поэтому технические параметры датчика laserXtens compact HP идеально подходят для таких испытаний. Только бесконтактная система может определять надежные результаты измерений образцов таких размеров.
На фото ниже показан образец из титанового сплава (Индийский научный институт в Бангалоре) с кривой напряжения/деформации. Черная кривая измерена с помощью датчика laserXtens compact, красная - по подвижной траверсе.
Примеры микрообразцов
Приспособление для двухосных испытаний
Публикация, присланная из университета Нихон на соискание научной премии фирмы ZwickRoell 2011, навела специалистов фирмы ZwickRoell на идею создания приспособления для двухосных испытаний на растяжение. Иначе, чем в обычной двухосной машине, многоосное напряженное состояние реализуется в универсальной испытательной машине посредством обводного механизма.
Установленный в стандартную испытательную машину механизм через 4 рычага прикладывает усилие сжатия к образцу в форме креста в направлении X и Y. Усилия регистрируют 4 датчика силы, деформацию образца измеряет система video- или laserXtens снизу.
Непрерывное совершенствование
Таким образом, можно определять значения Fx, Fy, εx и εy, а также все производные от них величины. Кроме того, данный механизм отвечает всем требованиям опубликованного в 2014 г. стандарта ISO 16842 „Металлические материалы - листы и полосы - метод испытания на двухосное растяжение с использованием крестообразных образцов“.
В техническом университете г. Мюнхена, кроме всего прочего, на одном из прототипов тестируется возможность применения данной испытательной конструкции для дальнейших исследований деформируемости листовых металлов. Целью исследований является выяснение, в какой мере данная конструкция подходит для определения пограничной деформации листового металла. Для этого проводится оптимизация как геометрии образца, регламентированной в стандарте ISO, так и испытательной конструкции. www.utg.de
Видео: Приспособление для двухосных испытаний
Сотрудничество с другими университетами и промышленными партнерами
Совместно с фирмой GOM были проведены первые исследования с помощью системы ARAMIS для выявления распределения деформации у образцов с геометрией, указанной в стандарте ISO16842. На основе первых измерений затем возникло тесное сотрудничество с техническим университетом в г. Мюнхен.
