Zamor niskog ciklusa (LCF) Ispitivanje po ISO 12106 / ASTM E606
Zamor niskog ciklusa znači zamor pri malom broju ciklusa.
Ispitivanje zamora niskog ciklusa (LCF) prema ISO 12106 i ASTM E606 je ispitivanje zamora u kojem se simulira ciklično opterećenje do kvara. Ispitivanje se obično izvodi pomoću servohidrauličke mašine za ispitivanje.
Materijali koji su podvrgnuti ekstremnim termičkim i mehaničkim opterećenjima mogu se projektovati samo u opsegu njihovog niskog ciklusnog zamora, odnosno do maksimalno 105 promena opterećenja. Glavni primeri uključuju lopatice i diskove turbina koji se koriste u avionskim motorima i stacionarnim turbinama za proizvodnju energije. Pored toga, LCF ispitivanje se koristi na turbopunjačima izduvnih gasova, izduvnim kolektorima i drugim sličnim komponentama. U ovim komponentama, projektovani zarezi (npr. spojevi lopatica-disk) su podvrgnuti plastičnoj cikličnoj deformaciji izazvanoj naprezanjem, što pre ili kasnije dovodi do pucanja. U ispitivanju zamora niskog ciklusa (LCF) ova opterećenja se simuliraju na uzorku i određuje se broj ciklusa do nastanka prsline. Ispitivanje se obično izvodi na povišenim temperaturama. Ispitna frekvencija je obično između 0,01 i 5 Hz.
Za ovo su posebno potrebni mašina za ispitivanje i mašinski kontroler. U prelasku sa elastične na plastičnu deformaciju, krutost uzorka se dramatično menja i kontroler mora veoma brzo da reaguje da, na primer, garantuje konstantnu stopu povećanja deformacije. Ovde veoma visoka krutost mašine za ispitivanje igra imperativnu ulogu.
Standardi Videi Opterećenje Postupak ispitivanja Ciklično očvršćavanje Ciklično omekšavanje Kraj ispitivanja Mašine za ispitivanje Ispitni softver Druga ispitivanja
Relevantni standardi
- ISO 12106 Metalni materijali – Ispitivanje zamora – Metoda kontrolisanog aksijalnog naprezanja
- ASTM E606 Standardna metoda ispitivanja za ispitivanje zamora kontrolisanog deformacijom
- BS 7270 Metalni materijali – Ispitivanje zamora kontrolisanog naprezanja konstantnom amplitudom
Opterećenje u ispitivanju zamora niskog ciklusa
Opterećenje u ispitivanju zamora niskog ciklusa obuhvata elastičnu Ɛa,e i plastičnu Ɛa,p proporciju deformacije: Ɛa,t = Ɛa,e + Ɛa,p
Dok postoji linearna veza između napona i deformacije u opsegu elastičnosti (Hookeov zakon), ovaj odnos je nelinearan u opsegu plastike. Ovo dovodi do histerezisne petlje.
Ispitivanja zamora u niskom ciklusu prema ISO 12106 / ASTM E606 se izvode pri konstantnoj amplitudi. Pored toga, mogu se uvesti vremena zadržavanja da bi se ispitali procesi puzanja/opuštanja. Trouglasti talas se koristi kao podešena vrednost, ili trapezni talas za vreme zadržavanja.
Ako treba simulirati specifična radna opterećenja, moguće su i druge sekvence vremena deformacije. Tako se ispitivanja zamora u niskom ciklusu takođe izvode sa superponovanim oscilacijama više frekvencije.
Frekvencija ispitivanja je obično niža od / jednaka 1 Hz, iako se ova granica stalno pomera naviše što rezultira da se LCF ispitivanja izvode do 10 Hz.
Kontrola naprezanja se koristi za ova LCF ispitivanja. Samo u posebnim slučajevima postoji promena u kontroli sile u stabilizovanom opsegu histereze ili za vreme zadržavanja da bi se istražila ispitivanja puzanja. Za karakterizaciju materijala, ispitivanja se obično izvode pri RƐ odnosu -1.
Procedura ispitivanja zamora u niskom ciklusu
Nakon pažljive instalacije, uzorak se zagreva do temperature ispitivanja. Za ovo je mašina u režimu kontrole sile, sa podešenom vrednošću od 0 kN. Kada se postigne potrebna temperatura, ekstenziometar se pričvršćuje. Ako je ekstenziometar već bio na uzorku tokom faze zagrevanja, mora se uzeti u obzir promena L0. Kontrola naprezanja je sada izabrana i ispitivanje je počelo.
Početni ciklusi su od posebne važnosti jer materijali mogu pokazati jako različito ponašanje u ovom trenutku.
Međutim, stabilizovana histereza se generalno uspostavlja nakon određenog broja ciklusa. Takođe postoje mnogi materijali koji ne pokazuju ni stvrdnjavanje ni omekšavanje
Kraj ispitivanja
Kraj ispitivanja zamora niskog ciklusa se obično definiše kao procentualno smanjenje sile regresione linije stabilizovane histereze.
Zbog ovakvog ponašanja materijala važno je snimiti svaku histerezisnu petlju na početku. U stabilizovanom opsegu dovoljno je čuvati, na primer, svaki stoti ili hiljaditi deo. Često se bira logaritamski interval i dodatno se definiše procentualna promena sile kao kriterijum za čuvanje petlje. Pred kraj ispitivanja svaki ciklus treba ponovo da se zabeleži.
Naš softver za ispitivanje za niskociklično ispitivanje zamora
Softver za ispitivanje testXpert R se koristi za određivanje čvrstoće zamora niskog ciklusa u metalima pod kontrolom deformacije prema ASTM E606. Podešena vrednost je uglavnom trouglasti talasni oblik sa konstantnom amplitudom. Mogući su i sinusni signali.
Za kontrolu deformacije potreban je odgovarajući ekstenziometar. Ispitivanje se obično izvodi na povišenoj temperaturi.
Zbog različitog ponašanja materijala, omekšavanja ili očvršćavanja, važno je da se sve histerezisne petlje snime na početku. Broj petlji korisnik može slobodno definisati.
