ASTM E2368-10 Стандартная практика термомеханических усталостных испытаний, управляемых напряжением

Стандарт «ASTM E2368-10 Стандартная практика для термомеханических испытаний на усталость с контролем растяжения», разработанный Американским обществом по испытаниям и материалам (ASTM), охватывает определение термомеханических усталостных свойств материалов в условиях одноосной нагрузки с контролируемым растяжением. Цикл термомеханической усталости определяется здесь как состояние, при котором однородные поля температуры и напряжений на участке измерения образца одновременно изменяются и независимо контролируются. Это приложение предназначено для проведения термомеханических испытаний на усталость, выполняемых для поддержки таких видов деятельности, как исследования и разработки материалов, механическое проектирование, контроль процессов и качества, характеристики продукта и анализ отказов. Хотя это приложение предназначено только для испытаний с контролируемым напряжением, многие главы содержат полезную информацию для термомеханических испытаний на усталость с контролируемым усилием или напряжением.

Такая реализация допускает максимальные и минимальные значения температуры и механического напряжения, а также фазировку температурного механического напряжения с ограничением того, что эти параметры остаются циклически постоянными на протяжении всего периода испытаний. Никаких ограничений на факторы окружающей среды, такие как давление, влажность, окружающая среда и другие, не налагается, при условии, что они контролируются на протяжении всего испытания, не вызывают потери или изменения размеров образца с течением времени и подробно описаны в отчете о данных.

Использование этого приложения ограничено образцами и не включает тестирование полномасштабных компонентов, конструкций или потребительских товаров.

Для целей настоящего стандарта применяются следующие термины и определения:

• Напряжение здесь определяется как инженерное напряжение, которое представляет собой отношение силы к исходной площади поперечного сечения образца. Площадь измеряется в ненагруженном состоянии при комнатной температуре.
• Коэффициент теплового расширения выражает дробное изменение деформации свободного расширения при изменении температуры на единицу измерения, измеренном в испытуемом образце.
• Общая деформация представляет собой компонент деформации, измеренный на испытуемом образце, а также сумму термической и механической деформации.
• Термическая деформация — это составляющая деформации, возникающая в результате изменения температуры (измеренной на испытуемом образце) в условиях свободного расширения. Для некоторых материалов он может быть нелинейным в интересующем диапазоне температур.
• Механическая деформация — это составляющая деформации, которая возникает, когда термическая деформация свободного расширения (измеренная на испытуемом образце) вычитается из общей деформации.
• Упругая деформация — это компонент деформации, который возникает, когда напряжение делится на зависящий от температуры модуль Юнга (в соответствии со стандартным методом испытаний ASTM E111-17 для модуля Юнга, касательного модуля и модуля хорды).
• Неупругая деформация относится к компоненту деформации, который возникает, когда упругая деформация вычитается из механической деформации.
• Коэффициент деформации — это отношение минимальной механической деформации к максимальной механической деформации в цикле деформации.
• Истинный фазовый угол механического напряжения/температуры. В целях оценки точности фазировки он определяется как сдвиг формы сигнала между максимальной температурной реакцией, измеренной в образце, и максимальной реакцией на механическое напряжение. Для справки, угол считается положительным, если максимум температурной реакции на 180 градусов или менее опережает максимум реакции на механическое напряжение, в противном случае фазовый угол считается отрицательным.
• Синхронной термомеханической усталостью называют цикл, при котором максимальное значение температуры и максимальное значение механической деформации возникают одновременно.
• Противофазной (противофазной) термомеханической усталостью называют цикл, в котором максимальное значение температуры опережает максимальное значение механической деформации на величину времени, равную 1/2 периода цикла.

При использовании конструкционных материалов в условиях высоких температур компоненты, подверженные усталостному повреждению, могут подвергаться воздействию одновременно изменяющихся термических и механических сил в течение данного цикла. Эти условия часто вызывают серьезную озабоченность, поскольку они сочетают в себе температурно-зависимые и циклически-зависимые (усталостные) механизмы повреждения различной степени тяжести, связанные с фазовым соотношением между циклической температурой и циклической механической деформацией.

Можно увидеть, что такие эффекты влияют на эволюцию микроструктуры, микромеханизмы деградации и различные другие феноменологические процессы, которые в конечном итоге влияют на циклическую жизнь. Термомеханические испытания на усталость под напряжением часто используются для исследования эффектов одновременного изменения термической и механической нагрузки в идеализированных условиях. Здесь извне прикладывают и контролируют циклические теоретически однородные поля температуры и напряжения по всему измерительному участку образца.

Помимо многочисленных исследований по испытаниям, измерениям, анализу и оценке, которые она предоставляет предприятиям в различных секторах, наша организация также предоставляет услуги по испытаниям, определенные в стандарте «ASTM E2368-10 Стандартная практика для термомеханических испытаний на усталость с контролем напряжения», с обученным и опытным специалистом. персонал и современное технологическое оборудование.