עייפות אולטראסאונד בדיקה במצב מתח דחיסה

המטרה הכוללת של ניסוי זה היא להעריך את חיי העייפות של חומר באזור המחזור האולטרה-גבוה. שיטה זו יכולה לעזור לענות על שאלות מפתח לגבי בטיחות ואמינות של רכיבים מתכתיים שצריכים לעמוד בעשרת מיליון מחזורי הטעינה שלנו במהלך הפעולה. טכניקה זו מבוססת על הנעת הדגימה לרטט האורכי בכל תדר תהודה של 20 קילו-הרץ, מה שאומר שכ-20,000 מחזורי טעינה מתבצעים בשנייה.

כדי להיות מסוגל להניע את הדגימה לרטט בתדר התהודה המסוים הזה, יש לתכנן בקפידה את גודלה וצורתה למצב התהודה. הבדיקות יבוצעו באמצעות מכשיר לבדיקת עייפות אולטרסאונד. יש לעבד דגימות של החומר הניסיוני כך שיהיו בעלות גיאומטריית שעון החול הסטנדרטית לבדיקות דחיסת מתח.

ציור זה של דגימת הבדיקה מסמן את המידות הרלוונטיות. בחר את קוטר הראש, קוטר המד ורדיוס המד בהתאם לפרמטרים של חומר ותנאי בדיקה, אלה קובעים את אורך המד. אורך הראש מגדיר את המסה הכוללת של הדגימה ויש לחשב אותו כדי למלא את תנאי התהודה ב-20 קילו-הרץ.

התחל בהכנת מכשיר הבדיקה. בחר סונוטרודה מתאימה לטווח התזוזה הנדרש. הברג את בורג החיבור לתוך הסונוטרודה עד שהוא מגיע לתחתית, ואז מורח כמות קטנה של ג'ל אקוסטי על פני הסונוטרודה.

לאחר מכן, הברג את הסונוטרודה לממיר הפיזואלקטרי. עבור למחשב עבור המערכת האולטרה-סונית. השתמש בתוכנת הבקרה כדי למצוא את תדר התהודה בפועל של המערכת.

כעת עבדו על הרכבת הדגימה. הברג את בורג החיבור לתוך הדגימה עד שהוא מגיע לתחתית, ולאחר מכן הברג את הדגימה לסונוטרודה. דגימה זו מותקנת כראוי למדידת תדר התהודה הבאה.

כעת השתמש בתוכנת הבקרה כדי למצוא את תדר התהודה של המערכת עם הדגימה. התכוננו לשנות את הדגימה אם תדר התהודה נמוך מזה של המערכת. לצורך השינויים, הכינו מחרטה.

לאחר מכן, הסר את הדגימה מהסונוטרודה, ולאחר מכן הרכיב את הדגימה במחרטה כדי להפחית את המסה שלה. השתמש במחרטה כדי להוריד עשירית מילימטר על כל ראש, תוך הסרת מסה שווה מכל צד של הדגימה כדי להעלות את תדר התהודה ולשמור על הגיאומטריה שלה. בסיום, החזר את הדגימה לסונוטרודה.

לאחר מכן, מדוד שוב את תדר התהודה של המערכת עם הדגימה. המשך להסיר את הדגימה מהסונוטרודה ולהפחית את המסה שלה עד ששני תדרי התהודה יהיו בטווח של עשרה הרץ. התחל במכשיר הבדיקה כשהדגימה הוסרה.

ודא שבורג החיבור מגיע לתחתית הדגימה, ולאחר מכן על פני הדגימה מורחים כמות קטנה של ג'ל אקוסטי. קח את הדגימה בחזרה לסונוטרודה והברג אותה למקומה. עבור מערכת מקוררת מים זו, מקד את חרירי המים בראש העליון של הדגימה כך שהמים יזרמו בצורה חלקה לאורך המד.

לבסוף, התאם את מערכת הקירור של הממיר הפיזואלקטרי. במחשב הבקרה התחל את הבדיקה. הבדיקה מסתיימת אוטומטית כאשר מתחיל סדק עייפות בדגימה.

עצור את מערכות הקירור ופרק את הדגימה. כמו במקרה זה, לעתים קרובות ניתן לראות את הסדק על פני הדגימה. התחלת סדק העייפות בדגימה גורמת לשינוי בנוקשות המערכת האולטראסונית אשר מעבירה את המערכת מתדר התהודה ולכן הבדיקה מסתיימת באופן טבעי כאשר הסדק מתחיל.

אם סדק העייפות אינו מתחיל לפני המספר המרבי של מחזורים בבדיקה, הבדיקה מצוינת כנגמרת וכי היא מציגה את משרעת הטעינה הבטוחה. נתונים אלה הם עבור שלוש פלדות שונות, Hardox 450, Strenx 700MC ו-S355J2. מתח הטעינה הוא לאורך הציר האנכי.

מספר מחזורי הטעינה של הבדיקה הוא לאורך הציר האופקי. כל הבדיקות הסתיימו בשבר לפני עשרה עד מחזורים עשיריים למעט אחד, נקודת הנתונים מסומנת בחץ. בדיקה זו הסתיימה כמבחן שנגמר.

תמונת מיקרוסקופ אלקטרונים סורק זו מספקת מידע על התחלת והתפשטות סדק העייפות. סדק העייפות התחיל על המשטח החופשי. התפשטות הסדקים הסתיימה כאשר המערכת האולטרסאונד יצאה מהתהודה והניסוי הגיע לסיומו.

האזור הקל יותר מתאים לשבר על ידי העמסה סטטית. הדגימה היא 50 כרום מליפטינום ארבע מרווה בפלדה מחוסמת. זוהי תמונה במיקרוסקופ אלקטרונים סורק של חלל על פני דגימת פלדה של 50 כרום מליפטינום לאחר תהליך קירור לא תקין.

חורים מאיצים את תהליך התחלת סדק העייפות בכך שהם משמשים כחריצי ריכוז מתח. התוצאה של בדיקת עייפות זו אינה מקובלת. תמונת מיקרוסקופ אלקטרונים סורק זו היא של אזור התפשטות סדק העייפות של דגימת סגסוגת אלומיניום AW7075.

החץ מציין את כיוון התפשטות סדק העייפות. הסדק התפשט עם מנגנון עייפות טרנס-גבישי. היתרון העיקרי של טכניקה זו הוא בכך שהיא מסוגלת לדמות שנות פעולה תוך מספר שעות או ימים בלבד.

לאחר השליטה, ניתן ליצור הרמוניה של הדגימה ולהפעיל אותה תוך עשרים דקות אם היא מתוכננת במכונה כראוי. בזמן ניסיון הליך זה חשוב לזכור לקרר באופן אינטנסיבי את מד הדגימה בצורה נכונה. לאחר פיתוחה, טכניקה זו סללה את הדרך לחוקרים בתחום העייפות לחקור את אזור המחזור האולטרה-גבוה.

לאחר צפייה בסרטון זה אתה אמור להבין היטב כיצד ליצור הרמוניה, להפעיל ולקרר את דגימות בדיקת העייפות האולטרסאונד. אל תשכח שעבודה עם אולטרסאונד עלולה להיות מסוכנת ביותר לאוזניים ותמיד יש לנקוט באמצעי זהירות, כגון אטמי אוזניים, בעת ביצוע הליך זה. הקבוצה שלנו רוצה להכיר בתרומתו של פרופסור אוטאקר בוקובקה למאמצי המחקר שלנו.