Système d'essai mécanique biaxiale in situEst un dispositif de test mécanique qui peut appliquer une charge indépendante bidirectionnelle à l'échantillon et observer l'évolution de la microstructure du matériau de manière synchrone, le noyau est composé de trois parties du système de chargement, du module de caractérisation in situ, du système de mesure et de contrôle, adapté à l'étude du comportement mécanique du matériau dans un état de contrainte complexe.
I. système de chargement: réalisation de la force de précision indépendante bidirectionnelle
Structure de conduite
Le système adopte généralement une disposition symétrique à quatre colonnes, équipée de deux ensembles indépendants de servomoteurs (servomoteurs + vis à billes / vérins hydrauliques) qui contrôlent les pinces d'échantillon cruciformes dans les deux sens X, y respectivement.
Le mode de chargement à deux axes est divisé en deux types:
Charge proportionnelle: X, y direction charge / déplacement est appliquée de manière synchrone dans une proportion prédéfinie, simulant l'état de contrainte isobiaxial, Biaxial partiel;
Chargement non proportionnel: X, y direction charge / déplacement contrôle indépendant, peut réaliser le chargement séquentiel, chargement cyclique et d'autres chemins complexes, réduire la situation réelle du matériau sous la force.
Conception de pinces et d'échantillons
L'échantillon d'essai adopte une structure cruciforme multiple pour éviter le problème de la concentration de la contrainte à l'extrémité de préhension de l'échantillon Uniaxial, pour s'assurer que la zone d'essai est dans un champ de contrainte Biaxial uniforme. La pince est équipée d'un dispositif autobloquant qui empêche le glissement lors de l'étirage de l'échantillon tout en réduisant l'interférence de la déformation de la pince avec les résultats du test.
II. Module de caractérisation in situ: observation synchrone des changements microstructuraux
L'avantage principal de "in situ" réside dans le fait que le chargement mécanique se fait en synchronisation avec la caractérisation microscopique, les modules d'intégration courants comprenant:
Module d'observation optique: avec caméra haute vitesse, système de corrélation d'image numérique (DIC), en pulvérisant des taches dispersées sur la surface de l'échantillon d'essai, en temps réel pour capturer la distribution des déformations, la formation de fissures et la trajectoire de propagation de la zone d'essai, calculer le module d'élasticité du matériau, le rapport de poisson et d'autres paramètres.
Module de microscopie électronique: Microscopie électronique à balayage intégrée (MEB) ou dispositif de diffraction par rétrodiffusion d'électrons (EBSD), chargement de l'échantillon dans un environnement sous vide, observation du comportement microscopique du glissement des grains, de l'évolution des jumeaux, du Mouvement des dislocations, etc., établissement d'une corrélation entre les propriétés macromécaniques et les changements microstructuraux.
Module d'environnement spécial: en option avec boîte haute et basse température, bain d'eau thermostatique, boîte de corrosion, etc., simulant les conditions de travail à haute température, basse température, environnement physiologique, milieu corrosif, etc., pour étudier l'influence des facteurs environnementaux sur les performances mécaniques biaxiales.
Iii. Système de mesure et de contrôle: test de garantie précis et contrôlable
Unité de contrôle
En utilisant le système de contrôle servo en boucle fermée, la charge, le déplacement, les données de déformation sont acquises en temps réel par le capteur de force, le capteur de déplacement, l'extensomètre, après comparaison avec la valeur cible prédéfinie, Ajustez automatiquement la sortie de l'unité d'entraînement servo pour réaliser la commutation flexible des Trois modes de contrôle de force, de contrôle de déplacement et de contrôle de déformation.
Unité de traitement des données
Le logiciel d'acquisition et d'analyse de données intégré au système enregistre en temps réel des données telles que les courbes de charge - déplacement biaxiales, les diagrammes nuageux de répartition des déformations, les images de Microstructure et génère automatiquement des rapports d'essai qui prennent en charge l'exportation et l'analyse ultérieure des données.
Iv. Processus de travail de base
Monter l'échantillon cruciforme de pince, ajuster la position de la pince en fonction des besoins de l'essai, définir le mode de chargement (proportionnel / non proportionnel), le taux de chargement, la charge cible / déplacement;
Démarrage d'un module de caractérisation in situ (par exemple, DIC, SEM) Pour terminer l'étalonnage avant le test;
Le système de mesure et de contrôle pilote l'unité de chargement biaxiale pour appliquer la force, synchroniser l'acquisition de la charge, des données de déformation et des images de microstructure;
À la fin de l'essai, le système intègre automatiquement les données et produit les paramètres de performance mécanique du matériau dans l'état de contrainte biaxiale avec la loi d'évolution microscopique.