ความท้าทายของการควบคุมความเครียด
ทำไมต้องควบคุมความเครียด?
คุณสมบัติทางกลบางประการของโลหะได้รับผลกระทบจากความเร็วของการทดสอบ ดังนั้นจึง 'ไวต่ออัตราความเครียด' ในปี 2009 หนึ่งในมาตรฐานการทดสอบโลหะหลักอย่าง ASTM E8 ได้รับการปรับปรุงเพื่อรวมวิธีการที่อิงตามการควบคุมอัตราความเครียดบนชิ้นงานทดสอบ ก่อนการเปลี่ยนแปลงนี้ การทดสอบสามารถทำได้เฉพาะในการควบคุมความเค้นหรือการควบคุมความเร็วหัวดึงเท่านั้น ซึ่งความแข็งเกร็งโดยรวมของเครื่องจักรสามารถส่งผลกระทบต่อความเร็วบนชิ้นงานทดสอบและทำให้ผลลัพธ์แตกต่างกัน เมื่อทดสอบวัสดุที่ไวต่อความเครียดด้วยการควบคุมความเร็วหัวดึง ความเร็วในการทดสอบที่อนุญาตอาจทำให้ผลลัพธ์ความเค้นพิสูจน์แตกต่างกันมากกว่า 10% จากการทดสอบที่อัตราต่ำสุดและสูงสุดที่อนุญาตใน ASTM E8/E8M และ ISO 6892-1.
อย่างไรก็ตาม การรันการทดสอบในการควบคุมความเครียดช่วยให้การทดสอบรันที่ความเร็วต่างกันในระหว่างการทดสอบเพื่อชดเชยความยืดหยุ่นของเครื่องจักรและรักษาอัตราความเครียดให้คงที่บนชิ้นงานทดสอบ วิธีนี้ช่วยเพิ่มปริมาณงานโดยการลดเวลาการทดสอบโดยรวมที่ต้องการ นอกจากนี้ยังช่วยประหยัดเวลาและป้องกันไม่ให้ชิ้นงานทดสอบสูญเปล่าในการปรับจูนการทดสอบ เพราะการควบคุมความเครียดแบบวงปิดไม่เหมือนกับวิธีการควบคุมความเค้นตรงที่ไม่ต้องมีการปรับเปลี่ยนความเร็วหัวดึงแบบลองผิดลองถูกหลายครั้งเพื่อให้แน่ใจว่าอัตราความเครียดเป็นไปตามมาตรฐานการทดสอบ
สมัครรับข้อมูลข่าวสารล่าสุดจาก Instron
ติดตามเทรนด์อุตสาหกรรม มาตรฐานการทดสอบ การประยุกต์ใช้งาน เคล็ดลับและเทคนิค และอื่นๆ อีกมากมาย!
ข้อกำหนดเพื่อให้บรรลุการควบคุมความเครียดแบบวงปิด
เพื่อให้ระบบทดสอบบรรลุการควบคุมความเครียดแบบวงปิด จำเป็นต้องเป็นไปตามข้อกำหนดบางประการ ในทุกกรณี สิ่งสำคัญคือเครื่องทดสอบและเอ็กซ์เทนโซมิเตอร์ต้องแยกออกจากการสั่นสะเทือนหรือการกระแทกที่เกิดขึ้นกะทันหันหรือซ้ำๆ เนื่องจากอาจทำให้เกิดการรบกวนในการทดสอบของคุณได้
เอ็กซ์เทนโซมิเตอร์เป็นอุปกรณ์ที่มีความแม่นยำสูงซึ่งใช้ในการวัดการเสียรูปของชิ้นงานทดสอบ เอ็กซ์เทนโซมิเตอร์จะขจัดความยืดหยุ่นของระบบออกจากการคำนวณการวัดความเครียด แต่สิ่งสำคัญคือเอ็กซ์เทนโซมิเตอร์ที่เลือกต้องเหมาะสมกับระยะเคลื่อนที่ของชิ้นงานทดสอบและมีอัตราส่วนความยาวขนานต่อความยาวเกจที่เหมาะสม
อุปกรณ์จับยึดจำเป็นต้องยึดชิ้นงานทดสอบให้แน่นหนาระหว่างการทดสอบ โดยควรมีความแข็งเกร็งสูงและมีความยืดหยุ่นน้อยที่สุด กราฟแสดงให้เห็นว่าอุปกรณ์จับยึดประเภทต่างๆ สามารถส่งผลต่อความแข็งเกร็งของระบบได้อย่างไร และเครื่องจักรในการควบคุมความเครียดจะต้องชดเชยอย่างไร
โหลดเฟรมของระบบทดสอบต้องการระบบขับเคลื่อนที่แม่นยำและเสถียรพร้อมความแข็งเกร็งสูง ทางด้านขวาแสดงเส้นโค้งความเค้น-ความเครียดของวัสดุที่คล้ายคลึงกัน — โดยเครื่องหนึ่งทดสอบบนเฟรมที่มีความแข็งเกร็งสูงและอีกเครื่องหนึ่งบนเฟรมที่มีความแข็งเกร็งต่ำ เมื่อใช้วิธีการคำนวณความเครียดโดยประมาณ การทดสอบทั้งสองจะรันที่ความเร็วหัวดึงคงที่ 2.25 มม./นาที พบว่ามีความแตกต่าง 21% ใน 'ความเร็วชิ้นงาน' (แสดงเป็น มม./นาที) ซึ่งนำไปสู่ความแตกต่าง 5% ในผลลัพธ์จุดคราก
กราฟนี้แสดงความแตกต่างของความเร็วชิ้นงานระหว่างระบบที่ 'แข็งเกร็ง' และระบบที่แข็งเกร็งน้อยกว่า ในช่วงเริ่มต้นของการทดสอบ จะเห็นว่าการเคลื่อนที่ของหัวดึงถูกถ่ายโอนไปยังความเครียดบนชิ้นงานทดสอบอย่างรวดเร็ว ในขณะที่ระบบที่อ่อนแอกว่าจะใช้เวลานานกว่า สาเหตุนี้เกิดจากการเบี่ยงเบนของเครื่องจักร/โหลดเซลล์/อุปกรณ์จับยึด ซึ่งทำให้การเคลื่อนที่นั้นไม่ถูกถ่ายโอนไปยังชิ้นงานทดสอบ หากเครื่องจักรทั้งสองใช้การควบคุมความเครียด ผลลัพธ์จะเทียบเคียงกันได้มากขึ้น แต่การควบคุมน่าจะท้าทายกว่าในระบบที่อ่อนแอกว่า
เครื่องจักรที่สามารถควบคุมอัตราความเครียดได้ต้องการตัวควบคุมที่ตอบสนองได้ดีและระบบขับเคลื่อนที่แม่นยำและเสถียรเพื่อรักษาค่าความคลาดเคลื่อนที่มาตรฐานการทดสอบกำหนด เครื่องจักรบางเครื่องได้รับการโฆษณาว่าสามารถใช้วิธีนี้ได้แต่ต้องการให้ผู้ใช้ปรับจูนการตั้งค่าเกนของตัวควบคุมด้วยตนเอง ซึ่งอาจเป็นเรื่องยากแม้แต่สำหรับผู้ควบคุมระบบที่มีประสบการณ์มากที่สุด
ตัวอย่างทดสอบ
ชิ้นงานทดสอบแบบสัดส่วนและเอ็กซ์เทนโซมิเตอร์ความยาวเกจแบบสัดส่วนนั้นเหมาะสมที่สุด ในความเป็นจริง ชิ้นงานทดสอบที่มีอัตราส่วนความยาวเกจต่อความยาวขนานที่ดีนั้นเหมาะสมอย่างยิ่งในการลดความเครียดที่เกิดขึ้นนอกความยาวเกจ ช่วยให้การควบคุมมีความเสถียรมากขึ้น หากชิ้นงานทดสอบของคุณแตกต่างกันไปตั้งแต่การครากแบบไม่ต่อเนื่องไปจนถึงการครากแบบต่อเนื่อง สิ่งสำคัญคือต้องเปลี่ยนวิธีการควบคุมสำหรับแต่ละประเภท เนื่องจากการครากเฉพาะจุดสามารถเกิดขึ้นได้นอกความยาวเกจในวัสดุที่มีการครากแบบไม่ต่อเนื่อง จึงเป็นไปไม่ได้ที่จะควบคุมจากการป้อนกลับของความเครียด และควรอยู่ในการควบคุมความเร็วหัวดึงในระหว่างการยืดตัวที่จุดคราก [YPE/Ae]
ข้อดีของการควบคุมความเครียดแบบวงปิด
✓ ผลลัพธ์ที่ทำซ้ำได้และเทียบเคียงกันได้มากขึ้น - ผลการทดสอบมีความน่าเชื่อถือจากเครื่องหนึ่งไปยังอีกเครื่องหนึ่ง
✓ ประสิทธิภาพที่เพิ่มขึ้น - ลดเวลาต่อการทดสอบและลดเวลาในการตั้งค่า
✓ ไม่จำเป็นต้องปรับจูนด้วยชิ้นงานทดสอบเมื่อใช้ระบบทดสอบที่มีอุปกรณ์อิเล็กทรอนิกส์ตัวควบคุม 6800 Series
ไม่แน่ใจว่าการตั้งค่าปัจจุบันของคุณบรรลุการควบคุมความเครียดแบบวงปิดที่แท้จริงหรือไม่?
ติดต่อฝ่ายขาย เพื่อหารือเกี่ยวกับการใช้งานของคุณกับทีมงานของเรา