الموجات فوق الصوتية التعب الاختبار في وضع ضغط التوتر

الهدف العام من هذه التجربة هو تقييم عمر التعب للمواد في منطقة الدورة العالية للغاية. يمكن أن تساعد هذه الطريقة في الإجابة على الأسئلة الرئيسية حول سلامة وموثوقية المكونات المعدنية التي يجب أن تتحمل دورات التحميل البالغة عشرة ملايين أثناء التشغيل. تعتمد هذه التقنية على دفع العينة إلى الاهتزاز الطولي عند كل تردد رنين 20 كيلو هرتز ، مما يعني أنه يتم تنفيذ ما يقرب من 20،000 دورة تحميل في الثانية.

لتكون قادرا على دفع العينة إلى الاهتزاز عند تردد الرنين هذا ، يجب تصميم حجمها وشكلها بعناية لحالة الرنين. سيتم إجراء الاختبارات باستخدام جهاز اختبار التعب بالموجات فوق الصوتية. يجب تشكيل عينات من المواد التجريبية للحصول على هندسة الساعة الرملية القياسية لاختبارات ضغط التوتر.

هذا الرسم لعينة الاختبار يحدد الأبعاد ذات الصلة. اختر قطر الرأس وقطر المقياس ونصف قطر المقياس وفقا لمعلمات المواد وظروف الاختبار ، فهذه تحدد طول المقياس. يحدد طول الرأس الكتلة الإجمالية للعينة ويجب حسابه للوفاء بشرط الرنين عند 20 كيلو هرتز.

ابدأ بإعداد جهاز الاختبار. حدد سونوترودي مناسب لنطاق الإزاحة المطلوب. قم بربط برغي التوصيل في سونوترودي حتى يصل إلى القاع ، ثم انشر كمية صغيرة من الجل الصوتي على وجه سونوترودي

بعد ذلك ، قم بربط سونوترودي في المحول الكهرضغطية. انتقل إلى الكمبيوتر لنظام الموجات فوق الصوتية. استخدم برنامج التحكم للعثور على تردد الرنين الفعلي للنظام.

الآن اعمل على تركيب العينة. قم بربط برغي التوصيل في العينة حتى تصل إلى القاع ، ثم قم بربط العينة بسونوترودي. تم تركيب هذه العينة بشكل صحيح لقياس تردد الرنين التالي.

استخدم الآن برنامج التحكم للعثور على تردد الرنين للنظام مع العينة. استعد لتعديل العينة إذا كان تردد الرنين أقل من تردد النظام. للتعديلات ، جهز مخرطة.

بعد ذلك ، قم بإزالة العينة من سونوترودي ، ثم قم بتركيب العينة في مخرطة لتقليل كتلتها. استخدم المخرطة لخفض عشر المليمتر على كل رأس ، وإزالة كتلة متساوية من كل جانب من جوانب العينة لرفع تردد الرنين والحفاظ على هندستها. عند الانتهاء ، أعد العينة إلى سونوترودي.

بعد ذلك ، قم بقياس تردد الرنين للنظام بالعينة مرة أخرى. استمر في إزالة العينة من سونوترودي وتقليل كتلتها حتى يصبح ترددا الرنين في حدود عشرة هرتز. ابدأ من جهاز الاختبار مع إزالة العينة.

تأكد من وصول برغي التوصيل إلى قاع العينة ، ثم انشر كمية صغيرة من الجل الصوتي على وجه العينة. خذ العينة مرة أخرى إلى سونوترودي وقم بلفها في مكانها. بالنسبة لهذا النظام المبرد بالماء ، قم بتركيز فوهات المياه في أعلى رأس العينة حتى يتدفق الماء بسلاسة على طول المقياس.

أخيرا ، اضبط نظام التبريد للمحول الكهرضغطية. في الكمبيوتر التحكم بدء الاختبار. ينتهي الاختبار تلقائيا عند بدء صدع التعب في العينة.

أوقف أنظمة التبريد وقم بفك العينة. كما في هذه الحالة ، غالبا ما يكون من الممكن رؤية الكراك على سطح العينة. يؤدي بدء صدع التعب في العينة إلى تغيير صلابة نظام الموجات فوق الصوتية الذي يحول النظام خارج تردد الرنين وبالتالي يتم إنهاء الاختبار بشكل طبيعي عند بدء الكراك.

إذا لم يبدأ صدع التعب قبل الحد الأقصى لعدد الدورات في الاختبار ، ملاحظة الاختبار على أنه نفاد وأنه يقدم سعة التحميل الآمنة. هذه البيانات لثلاثة أنواع مختلفة من الفولاذ ، Hardox 450 و Strenx 700MC و S355J2. إجهاد التحميل على طول المحور الرأسي.

عدد دورات تحميل الاختبار على طول المحور الأفقي. انتهت جميع الاختبارات بكسر قبل الدورات العاشرة باستثناء واحدة ، نقطة البيانات المميزة بسهم. تم إنهاء هذا الاختبار بسبب نفاد.

توفر صورة المجهر الإلكتروني الماسح هذه معلومات عن بدء وانتشار الكراك المتعب. بدأ صدع التعب على السطح الحر. انتهى انتشار الكراك عندما تحول نظام الموجات فوق الصوتية من الرنين وانتهى الاختبار.

تتوافق المنطقة الأخف مع الكسر عن طريق التحميل الساكن. العينة هي 50 ماليبتينوم الكروم أربعة مروية في الفولاذ المقسى. هذه صورة مجهر إلكتروني ماسح لتجويف على سطح 50 عينة فولاذية من الكروم بعد عملية تبريد غير سليمة.

التجاويف على تسريع عملية بدء الكراك التعب من خلال العمل كشقوق تركيز الإجهاد. نتيجة اختبار التعب هذا غير مقبولة. صورة المجهر الإلكتروني الماسح هذه هي لمنطقة انتشار شقوق التعب لعينة سبائك الألومنيوم AW7075.

يشير السهم إلى اتجاه انتشار شقوق التعب. انتشر الكراك بآلية التعب عبر التبلور. الميزة الرئيسية لهذه التقنية هي أنها قادرة على محاكاة سنوات من التشغيل في ساعات أو أيام قليلة.

بمجرد إتقانها ، يمكن تنسيق العينة وتشغيلها في عشرين دقيقة إذا تم تصميمها في الماكينة بشكل صحيح. أثناء محاولة هذا الإجراء ، من المهم أن تتذكر تبريد مقياس العينة بشكل مكثف بشكل صحيح. بعد تطويرها ، مهدت هذه التقنية الطريق للباحثين في مجال التعب لاستكشاف منطقة الدورة العالية.

بعد مشاهدة هذا الفيديو ، يجب أن يكون لديك فهم جيد لكيفية تنسيق عينات اختبار التعب بالموجات فوق الصوتية وتشغيلها وتبريدها. لا تنس أن العمل بالموجات فوق الصوتية يمكن أن يكون خطيرا للغاية على الأذنين ويجب دائما اتخاذ الاحتياطات ، مثل سدادات الأذن ، أثناء تنفيذ هذا الإجراء. تود مجموعتنا أن تعرب عن تقديرها لمساهمات البروفيسور أوتاكار بوكوفكا في جهودنا البحثية.