ASTM E2368-10 แนวปฏิบัติมาตรฐานสำหรับการทดสอบความล้าทางความร้อนเชิงกลที่ควบคุมแรงดันไฟฟ้า

มาตรฐาน “ASTM E2368-10 Standard Practice for Tension-Controlled Thermomechanical Fatigue Testing” มาตรฐานที่พัฒนาโดย American Society for Testing and Materials (ASTM) ครอบคลุมถึงการกำหนดคุณสมบัติความล้าทางความร้อนเชิงกลของวัสดุภายใต้สภาวะที่ควบคุมแรงดึงในแกนเดียว วงจรความล้าทางอุณหกลศาสตร์ถูกกำหนดไว้ ณ ที่นี้ว่าเป็นสภาวะที่อุณหภูมิและสนามความเค้นสม่ำเสมอในส่วนการวัดตัวอย่างมีการเปลี่ยนแปลงไปพร้อมๆ กันและควบคุมอย่างอิสระ แอปพลิเคชันนี้มีจุดมุ่งหมายเพื่อจัดการกับการทดสอบความล้าทางความร้อนเชิงกลที่ดำเนินการเพื่อสนับสนุนกิจกรรมต่างๆ เช่น การวิจัยและพัฒนาวัสดุ การออกแบบทางกล กระบวนการและการควบคุมคุณภาพ ประสิทธิภาพของผลิตภัณฑ์ และการวิเคราะห์ความล้มเหลว แม้ว่าการประยุกต์ใช้งานนี้จะมีไว้สำหรับการทดสอบแบบควบคุมความเครียดโดยเฉพาะ แต่หลายบทก็ให้ข้อมูลที่เป็นประโยชน์สำหรับการทดสอบความล้าทางความร้อนเชิงกลที่ควบคุมด้วยแรงหรือควบคุมความเครียด

การใช้งานนี้อนุญาตให้มีค่าสูงสุดและต่ำสุดของอุณหภูมิและความเค้นเชิงกล และการวางขั้นตอนของความเค้นเชิงกลของอุณหภูมิ โดยมีข้อจำกัดว่าพารามิเตอร์เหล่านี้คงที่ตามวัฏจักรตลอดระยะเวลาการทดสอบ ไม่มีข้อจำกัดเกี่ยวกับปัจจัยด้านสิ่งแวดล้อม เช่น ความดัน ความชื้น สภาพแวดล้อมโดยรอบ และอื่นๆ โดยมีเงื่อนไขว่าได้รับการควบคุมตลอดการทดสอบ ไม่ทำให้สูญเสียหรือเปลี่ยนแปลงขนาดตัวอย่างเมื่อเวลาผ่านไป และให้รายละเอียดไว้ในรายงานข้อมูล

การใช้แอปพลิเคชันนี้จำกัดเฉพาะตัวอย่าง และไม่รวมถึงการทดสอบส่วนประกอบ โครงสร้าง หรือผลิตภัณฑ์อุปโภคบริโภคเต็มรูปแบบ

เพื่อวัตถุประสงค์ของมาตรฐานนี้ ให้ใช้ข้อกำหนดและคำจำกัดความต่อไปนี้:

• ความเค้นถูกกำหนดไว้ในที่นี้ว่าเป็นความเค้นทางวิศวกรรม ซึ่งเป็นอัตราส่วนของแรงต่อพื้นที่หน้าตัดเดิมของตัวอย่าง พื้นที่ถูกวัดในสถานะไม่โหลดที่อุณหภูมิห้อง
• ค่าสัมประสิทธิ์การขยายตัวเนื่องจากความร้อนแสดงการเปลี่ยนแปลงเศษส่วนของความเครียดการขยายตัวอิสระสำหรับการเปลี่ยนแปลงอุณหภูมิหนึ่งหน่วยที่วัดในตัวอย่างทดสอบ
• ความเครียดรวมคือส่วนประกอบของความเครียดที่วัดบนชิ้นงานทดสอบและผลรวมของความเครียดจากความร้อนและความเครียดเชิงกล
• ความเครียดจากความร้อนเป็นส่วนประกอบของความเครียดที่เกิดจากการเปลี่ยนแปลงของอุณหภูมิ (ตามที่วัดบนชิ้นงานทดสอบ) ภายใต้เงื่อนไขของการขยายตัวอย่างอิสระ สำหรับวัสดุบางชนิด อุณหภูมิอาจไม่เป็นเชิงเส้นในช่วงอุณหภูมิที่สนใจ
• ความเครียดทางกลเป็นส่วนประกอบของความเครียดที่เป็นผลเมื่อลบความเครียดจากความร้อนที่ขยายตัวอย่างอิสระ (ตามที่วัดจากชิ้นงานทดสอบ) ออกจากความเครียดทั้งหมด
• ความเครียดแบบยืดหยุ่นเป็นส่วนประกอบของความเครียดที่เกิดขึ้นเมื่อความเครียดถูกหารด้วยโมดูลัสของ Young ที่ขึ้นกับอุณหภูมิ (ตามวิธีทดสอบมาตรฐาน ASTM E111-17 สำหรับโมดูลัสของ Young โมดูลัสแทนเจนต์ และโมดูลัสคอร์ด)
• ความเครียดที่ไม่ยืดหยุ่นหมายถึงส่วนประกอบของความเครียดที่เกิดขึ้นเมื่อความเครียดแบบยืดหยุ่นถูกลบออกจากความเครียดเชิงกล
• อัตราส่วนความเครียดคืออัตราส่วนของความเครียดเชิงกลขั้นต่ำต่อความเครียดเชิงกลสูงสุดในวงจรความเครียด
• มุมเฟสจริงของความเค้นเชิงกล/อุณหภูมิ เพื่อวัตถุประสงค์ในการประเมินความแม่นยำของเฟส ซึ่งหมายถึงการเปลี่ยนแปลงรูปคลื่นระหว่างการตอบสนองอุณหภูมิสูงสุดที่วัดในตัวอย่างและการตอบสนองต่อความเค้นเชิงกลสูงสุด เพื่อวัตถุประสงค์ในการอ้างอิง มุมจะถือเป็นบวกถ้าการตอบสนองอุณหภูมิสูงสุดคือ 180 องศาหรือน้อยกว่าการตอบสนองความเค้นเชิงกลสูงสุด มิฉะนั้นมุมเฟสจะถือเป็นลบ
• ความล้าทางความร้อนเชิงกลแบบซิงโครนัสหมายถึงวัฏจักรซึ่งค่าอุณหภูมิสูงสุดและค่าสูงสุดของความเครียดเชิงกลเกิดขึ้นพร้อมกัน
• ความล้าทางความร้อนเชิงกลนอกเฟส (ป้องกันเฟส) หมายถึงรอบที่ค่าสูงสุดของอุณหภูมิอยู่ข้างหน้าค่าสูงสุดของความเครียดเชิงกลด้วยค่าเวลาเท่ากับ 1/2 ของรอบระยะเวลา

ในการใช้วัสดุโครงสร้างในสภาพแวดล้อมที่มีอุณหภูมิสูง ส่วนประกอบที่ไวต่อความเสียหายจากความเมื่อยล้าอาจพบรูปแบบของแรงความร้อนและแรงทางกลที่แตกต่างกันไปพร้อมๆ กันตลอดรอบที่กำหนด สภาวะเหล่านี้มักเป็นเรื่องที่น่ากังวลอย่างยิ่ง เนื่องจากรวมกลไกความเสียหายที่ขึ้นกับอุณหภูมิและขึ้นอยู่กับการปั่นจักรยาน (ความล้า) เข้ากับความรุนแรงที่แตกต่างกันซึ่งเกี่ยวข้องกับความสัมพันธ์ของเฟสระหว่างอุณหภูมิแบบไซคลิกและความเครียดเชิงกลแบบไซคลิก

ผลกระทบดังกล่าวสามารถเห็นได้ว่ามีอิทธิพลต่อวิวัฒนาการของโครงสร้างจุลภาค กลไกจุลภาคของการย่อยสลาย และกระบวนการทางปรากฏการณ์วิทยาอื่น ๆ อีกมากมายที่ส่งผลต่อวงจรชีวิตในท้ายที่สุด การทดสอบความล้าทางความร้อนเชิงกลที่ควบคุมความเค้นมักใช้เพื่อตรวจสอบผลกระทบของการโหลดทางความร้อนและทางกลที่แตกต่างกันไปพร้อมๆ กันภายใต้สภาวะที่เหมาะสม ในที่นี้ สนามอุณหภูมิและแรงดันไฟฟ้าที่สม่ำเสมอตามทฤษฎีจะถูกใช้และควบคุมจากภายนอกตลอดทั้งส่วนการวัดของตัวอย่าง

ในบรรดาการศึกษาด้านการทดสอบ การวัด การวิเคราะห์ และการประเมินผลจำนวนมากที่มอบให้กับธุรกิจในภาคส่วนต่างๆ องค์กรของเรายังให้บริการการทดสอบที่กำหนดไว้ในมาตรฐาน "แนวปฏิบัติมาตรฐาน ASTM E2368-10 สำหรับการทดสอบความล้าทางความร้อนเชิงกลที่ควบคุมแรงดึง" โดยมีผู้ผ่านการฝึกอบรมและผู้เชี่ยวชาญ พนักงานและอุปกรณ์เทคโนโลยีขั้นสูง