In-situ-Dual-Axial-TestsystemEs ist eine mechanische Testgerät, die eine bidirektionale unabhängige Last auf die Probe ausüben und die Entwicklung der Mikrostruktur des Materials synchronisieren kann. Der Kern besteht aus einem Lastsystem, einem In-situ-Charakterisierungsmodul und einem Steuerungssystem, das sich für die Untersuchung des mechanischen Verhaltens von Materialien in komplexen Spannungszuständen eignet.
1. Ladesystem: Unabhängige präzise Krafteinwirkung in zwei Richtungen
Antriebsstruktur
Das System verfügt in der Regel über eine symmetrische Anordnung mit vier Säulen und ist mit zwei getrennten Servoantriebseinheiten (Servomotor + Kugelschraube / Hydraulikzylinder) ausgestattet, um die Kreuzprobenverrichtung in beiden Richtungen X und Y zu steuern.
Doppel-Achs-Lastmodus unterteilt sich in zwei Arten:
Verhältnismäßige Belastung: Die X- und Y-Richtungslast / Verschiebung wird synchron in den vorgegebenen Verhältnissen ausgeübt, um den Zustand der doppelten Achsen und der partiellen doppelten Achsen zu simulieren;
Nichtproportionale Belastung: unabhängige Steuerung der X- und Y-Richtungslast / Verschiebung, die komplexe Wege wie nachfolgende Belastung und Kreislastung erreichen kann, um die tatsächlichen Arbeitsbedingungen des Materials zu reduzieren.
Befestigungen und Probenkonstruktion
Die Probe verwendet eine kreuzförmige Struktur, um das Problem der Spannungskonzentration des Einachs-Probenhalters zu vermeiden und sicherzustellen, dass sich der Testbereich in einem gleichmäßigen Zweiachs-Spannungsfeld befindet. Die Befestigungen sind mit einer Selbstsperreinrichtung ausgestattet, die ein Gleiten während der Probendehnung verhindert und gleichzeitig die Störungen durch Verformungen der Befestigungen bei den Testergebnissen reduziert.
II. In situ Charakterisierungsmodul: Synchronisierte Beobachtung mikrostruktureller Veränderungen
Der zentrale Vorteil von "in situ" besteht darin, dass die mechanische Belastung mit der mikroskopischen Charakterisierung synchronisiert wird. Zu den gängigen integrierten Modulen gehören:
Optisches Beobachtungsmodul: Mit einer Hochgeschwindigkeitskamera und einem digitalen Bildverwaltungssystem (DIC) erfasst man in Echtzeit die Spannungsverteilung, die Entstehung und die Ausdehnung von Rissen im Testbereich durch Sprühen von Flecken auf der Probenoberfläche und berechnet die Parameter wie das Elastizitätsmodul des Materials und das Poisson-Verhältnis.
Elektronenmikroskopmodule: Integrierte Scan-Elektronenmikroskope (SEM) oder Elektronenrückstrahlungsdiffraktionsgeräte (EBSD), die Proben unter Vakuum laden, mikroskopische Verhaltensweisen wie Kornrutschieben, Zwillingskristallenevolution und Bitfehlerbewegungen beobachten und den Zusammenhang zwischen makromechanischen Eigenschaften und mikrostrukturellen Veränderungen aufbauen.
Spezielle Umgebungsmodule: Optional mit Hoch- und Tieftemperaturbehältern, thermostatischen Wasserbädern, Korrosionsbehältern usw. ausgestattet, um hohe Temperaturen, Tieftemperaturen, physiologische Umgebungen, Korrosionsmedien usw. zu simulieren und die Auswirkungen von Umweltfaktoren auf die zweichassige mechanische Leistung zu untersuchen.
III. Mess- und Kontrollsystem: Gewährleistung von Präzisionskontrollen
Steuereinheit
Mit geschlossenem Servo-Steuersystem, durch Kraftsensor, Verschiebungssensor, Dehnungsmesser Echtzeit erfassen Last, Verschiebung, Spannung Daten, nach dem Vergleich mit dem vorgegebenen Zielwert, automatisch anpassen der Ausgang der Servo-Antriebseinheit, um die Kraftsteuerung, Verschiebung Steuerung, Spannung Steuerung drei Modi flexibel zu schalten.
Datenverarbeitungseinheiten
Die in das System integrierte Datenerfassungs- und Analysesoftware erfasst in Echtzeit Daten wie z.B. zweichassige Belastungen - Verschiebungskurven, Spannungsverteilungsdiagramme, Mikrostrukturbilder und generiert automatisch Testberichte zur Unterstützung des Datenexports und der weiteren Analyse.
Kern-Arbeitsabläufe
Befestigung der Kreuzprobe, Anpassung der Befestigungsposition an die Testanforderungen, Einstellung des Lademodus (proportional / nicht proportional), der Ladegeschwindigkeit, der Ziellast / der Verschiebung;
Starten Sie das in-situ-Charakterisierungsmodul (z. B. DIC, SEM) und abschließen Sie die Vorprüfkalibrierung;
Das Mess- und Steuersystem treibt die Kraft der Dual-Axis-Ladeeinheit an, um Lasten, Spannungsdaten und Mikrostrukturbilder synchron zu erfassen;
Nach Abschluss des Tests integriert das System automatisch die Daten und liefert die Parameter der mechanischen Eigenschaften des Materials und die Gesetze der mikroskopischen Evolution unter zweichaxialer Spannung.