ASTM E2368-10 Standardpraxis för spänningskontrollerad termomekanisk utmattningstestning

Standarden "ASTM E2368-10 Standard praxis för spänningskontrollerad termomekanisk utmattningstestning" utvecklad av American Society for Testing and Materials (ASTM) täcker bestämning av termomekaniska utmattningsegenskaper hos material under enaxliga belastade spänningskontrollerade förhållanden. Den termomekaniska utmattningscykeln definieras här som ett tillstånd där de enhetliga temperatur- och spänningsfälten på provmätningssektionen samtidigt varieras och kontrolleras oberoende. Denna applikation syftar till att ta itu med termomekaniska utmattningstestning som utförs för att stödja aktiviteter som materialforskning och utveckling, mekanisk design, process- och kvalitetskontroll, produktprestanda och felanalys. Även om denna applikation är specifik för stresskontrollerad testning, tillhandahåller många kapitel användbar information för kraftkontrollerad eller stresskontrollerad termomekanisk utmattningstestning.

Denna implementering tillåter maximala och lägsta värden för temperatur och mekanisk stress och temperatur mekanisk stress fasning, med begränsningen att dessa parametrar förblir cykliskt konstanta under testperioden. Inga begränsningar läggs på miljöfaktorer som tryck, luftfuktighet, omgivande miljö och andra, förutsatt att de kontrolleras under hela testet, inte orsakar förlust eller förändring av provdimensioner över tid, och är detaljerade i datarapporten.

Användningen av denna applikation är begränsad till prover och inkluderar inte testning av fullskaliga komponenter, strukturer eller konsumentprodukter.

För denna standards syften gäller följande termer och definitioner:

• Stress definieras här som den tekniska spänningen, vilket är förhållandet mellan kraften och provets ursprungliga tvärsnittsarea. Ytan mäts i olastat tillstånd vid rumstemperatur.
• Värmeexpansionskoefficienten uttrycker den fraktionella förändringen i fri expansionspåkänning för en enhetstemperaturförändring uppmätt i testprovet.
• Total töjning är töjningskomponenten uppmätt på testprovet och summan av termisk töjning och mekanisk töjning.
• Termisk töjning är komponenten i töjningen som är ett resultat av en temperaturförändring (uppmätt på testprovet) under förhållanden med fri expansion. För vissa material kan det vara olinjärt över temperaturintervallet av intresse.
• Mekanisk töjning är töjningskomponenten som uppstår när termisk töjning med fri expansion (uppmätt på testprovet) subtraheras från den totala töjningen.
• Elastisk töjning är töjningskomponenten som uppstår när spänningen divideras med den temperaturberoende Youngs modul (i enlighet med ASTM E111-17 Standard testmetod för Youngs modul, tangentmodul och ackordmodul).
• Oelastisk töjning hänvisar till töjningskomponenten som uppstår när elastisk töjning subtraheras från mekanisk töjning.
• Töjningsförhållande är förhållandet mellan minimal mekanisk töjning och maximal mekanisk töjning i en töjningscykel.
• Mekanisk spänning/temperatur sann fasvinkel, i syfte att bedöma fasnoggrannhet, definieras detta som vågformsförskjutningen mellan det maximala temperatursvaret uppmätt i provet och det maximala mekaniska spänningssvaret. För referensändamål anses vinkeln vara positiv om temperaturresponsmaximum är 180 grader eller mindre före det mekaniska spänningssvarsmaximum, annars anses fasvinkeln vara negativ.
• Synkron termomekanisk utmattning avser en cykel där det maximala värdet för temperatur och det maximala värdet för mekanisk töjning inträffar samtidigt.
• Utfasad (motfas) termomekanisk utmattning avser en cykel där temperaturens maximala värde ligger över den mekaniska töjningens maximala värde med ett tidsvärde lika med 1⁄2 av cykelperioden.

Vid användning av konstruktionsmaterial i högtemperaturmiljöer kan komponenter som är känsliga för utmattningsskador uppleva en form av samtidigt varierande termiska och mekaniska krafter under en given cykel. Dessa tillstånd är ofta av avgörande betydelse eftersom de kombinerar temperaturberoende och cykelberoende (utmattnings-) skademekanismer med varierande svårighetsgrad relaterad till fasförhållandet mellan cyklisk temperatur och cyklisk mekanisk påkänning.

Sådana effekter kan ses påverka utvecklingen av mikrostruktur, mikromekanismer för nedbrytning och olika andra fenomenologiska processer som i slutändan påverkar cykliskt liv. Spänningskontrollerad termomekanisk utmattningstestning används ofta för att undersöka effekterna av att samtidigt variera termisk och mekanisk belastning under idealiserade förhållanden. Här appliceras cykliska teoretiskt enhetliga temperatur- och spänningsfält externt och kontrolleras genom hela mätsektionen av provet.

Bland de många test-, mätnings-, analys- och utvärderingsstudier som den tillhandahåller för företag inom olika sektorer, tillhandahåller vår organisation även testtjänster definierade i standarden "ASTM E2368-10 Standard praxis för spänningskontrollerad termomekanisk utmattningstestning" med en utbildad och expert personal och avancerad teknisk utrustning.