Машина для испытания на усталость при ползучести является ключевым оборудованием для оценки долговечности материала при сочетании высоких температур, высоких напряжений и циклических нагрузок, а процесс моделирования достигается путем точного управления тремя основными параметрами.

1. Точное моделирование окружающей среды:

Ядром испытательной машины является высокотемпературная печь или камера для окружающей среды, которая нагревает образец и длительно стабилизирует его при целевой температуре (до 1200°C и выше). Эта температура обычно приближается к точке плавления материала в 0,3 - 0,7 раза и является областью, где эффект ползучести очевиден. Точная система управления температурой гарантирует, что на протяжении всего испытания температурный градиент в пределах дальности образца минимален, избегая дополнительных тепловых напряжений, что позволяет точно имитировать фактическую рабочую тепловую среду таких компонентов, как лопасти аэродинамического двигателя, турбинные диски и т.д.

2. Сложное моделирование нагрузки:

Устройство оказывает высокое напряжение с помощью сервомеханической или гидравлической системы с высокой жесткостью. Его техническое ядро заключается в способности управлять напряжениями (нагрузками) и деформациями независимо или в связи. Испытания обычно используют режим « управления деформацией» или « управления напряжением» для моделирования спектра нагрузки в реальности:

Время удержания: время удержания при пиковом напряжении или деформации, которое является ключом к моделированию ползучести. В течение этого периода материал претерпевает постоянную деформацию ползучести при постоянном высоком напряжении, что приводит к микроскопическим повреждениям (например, отверстия, скольжение границ кристаллов).

Циклическая нагрузка: поддерживая форму волны нагрузки при переменном растяжении - давлении или растяжении - поддержании - давлении, имитируя механическую усталость, вызванную запуском и остановкой оборудования и изменением мощности, вызывая появление усталостных трещин.

3. Сбор данных и прогнозы продолжительности жизни:

На протяжении всего испытания система непрерывно собирала данные о нагрузке, деформации, температуре и времени на высокой частоте, чтобы нарисовать петлю напряжения - деформации hysteresis. Анализируя форму петли, скорость изменения напряжения ползучести, скорость смягчения / затвердевания цикла и количество / время цикла конечного разрушения, исследователи могут построить собственную модель материала и уравнения эволюции повреждений. Эти данные лежат в основе построения моделей повреждений при взаимодействии ползучести и усталости, которые используются для прогнозирования срока службы и надежности реальных инженерных элементов в сложных условиях.

Подводя итог, устройство ускоряет повреждение материала, точно воспроизводя среду тройной связи « температура - напряжение - время», тем самым раскрывая механизм его отказа в лаборатории и количественно оценивая его срок службы.