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雙軸測試

在雙軸測試中 - 相反於單軸拉伸測試,試片受力透過兩個負載軸。

除了拉伸或壓縮測試(拉伸-壓縮-扭轉測試)外,還可以透過扭矩施加負載。 為此,材料試驗機需要一個額外的扭轉驅動以及透過橫樑的驅動。

為了進一步研究雙軸拉伸應力場下的材料,也可以在十字型試片上進行測試。 對於這類試片形狀的測試,需要四個測試軸。

附加測試軸可用於再現恆定應力比(線性應力路徑)和任意組合應力路徑(階梯法)。

拉伸壓縮扭轉測試 十字形測試 試驗機

拉伸-壓縮-扭轉測試

拉伸-壓縮-扭轉測試是一種用於材料和組件測試的多軸測試方法,它將扭矩與拉伸測試或壓縮測試相結合。

使用扭轉驅動會使試片扭轉。在拉伸或壓縮方向上施加的附加力會對材料強度產生不同類型的應力。

扭矩(轉矩)Mt由槓桿上的力F乘以所用槓桿的長度r計算得出:Mt = F ⋅ r

應變或負載是透過力和扭矩傳感器測量的。

對十字型試片進行雙軸拉伸測試

材料測試中一大特色即為雙軸拉伸測試或雙測試軸拉伸測試。對材料的要求越來越高,這意味著透過單軸應力狀態測定材料特徵值已遠遠不夠。十字型測試用於產生拉伸應力場,該應力場是在十字型試片承受雙軸負載時產生的。

為了產生雙軸拉伸應力場,要麼需要四個單獨可控可調的驅動軸,要麼在主從操作中各有兩個驅動軸。

如果除了應變測量和控制外,還需要對十字型試片進行中點控制,則絕對有必要採用具有單獨可控可調驅動軸的解決方案。

雙軸拉伸測試主要在研發過程中進行,以研究試片交點處的規定應力值。對於金屬測試領域,有一個ISO-FDIS 16842標準草案,它提供了關於試片設計、測試安排和測試程序的說明。

十字型試片

十字型試片在兩個方向上加載(垂直和水平)。箭頭表示標稱應力。在測試期間,十字型試片的拐角處會出現一個特别高的材料應力,即缺口應力(應力集中區)。應力軌跡顯示為紅線。

十字型測試中單軸和雙軸負載路徑的測試策略

同樣,兩個負載方向在垂直和水平方向顯示。這兩個測試軸可用於再現恆定應力比(線性應力路徑)和任意組合應力路徑(階梯法)。

在此圖中示意地表示了由此產生的測試策略。

光學應變測量 / 應變控制

光學測量系統用於測量雙軸拉伸應力場中的應變。使用這些測量系統的擴展版本,除了應變測量和應變控制之外,還可以控制試片的中點。

這裡,必須為試片提供相應標記,測量系統使用這些標記來記錄各軸向上的位移。應變測量/控制基本上需要四個標記。

如果需要額外的中點控制,則需在試片中心設置另一個標記。

用於雙軸測試的產品

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