أنظمة حرارية-ميكانيكية متكاملة

يتعرض اختبار المواد عالية الأداء للخطر عندما ينجرف أو يفتقر إلى الانتظام عبر طول قياس العينة. يستخدم النظام التحكم في الفرن متعدد المناطق ومزدوجات حرارية عالية الدقة للحفاظ على انتظام حراري محكم (+- 1C أو أفضل) على طول العينة، مما يضمن حالة حرارية-ميكانيكية متسقة أثناء الاختبار.

غالباً ما تكون الحاجة إلى إجراء اختبارات التعب عالية التردد في درجات حرارة مرتفعة محدودة بـالاستجابة الحرارية البطيئة والقصور الذاتي العالي للأفران التقليدية. قد تستخدم الأنظمة المتخصصة عالية الحرارة التسخين بالحث أو التسخين الإشعاعي السريع لتحقيق معدلات الارتفاع الحراري السريع المطلوبة، مما يسمح بمحاكاة دقيقة للدورات الحرارية أثناء الاختبار.

تعد صعوبة الحصول على بيانات انفعال موثوقة في درجات الحرارة العالية بسبب فشل أو انزلاق مقاييس الاستطالة التلامسية التقليدية مشكلة مستمرة. تم تصميم الحلول المتكاملة لـقياس الاستطالة غير المتصلة بدرجة الحرارة العالية أو أجهزة التلامس المتخصصة المبردة بالماء، مما يضمن قراءات انفعال دقيقة وعالية الدقة طوال اختبار درجة الحرارة المرتفعة.

يمكن أن يؤدي التدرج الحراري على طول سلسلة الحمل من العينة الساخنة إلى خلية التحميل والمقابض الباردة إلى إدخال أخطاء كبيرة وتآكل. يخفف النظام من ذلك باستخدام دوائر تبريد مائية نشطة ومكونات سيراميك عازلة داخل التجهيزات، مما يحمي خلية التحميل ويحافظ على السلامة الهيكلية للمقابض على مدى فترات طويلة من درجات الحرارة العالية.

عند اختبار المواد التي تخضع لـالتشوه المعتمد على الوقت (الزحف) في درجات الحرارة العالية، يجب أن ينتقل نظام التحكم بسلاسة بين التحكم في الانفعال (للتعب) والتحكم في القوة (للزحف). يسهل وحدة التحكم الرقمية المتقدمة التبديل السلس في وضع التحكم في الوقت الفعلي أثناء دورات الزحف-التعب المعقدة أو دورات التثبيت.

يشكل الكسر عالي الطاقة للعينة في درجات حرارة قصوى خطراً كبيراً ومجازفة على إعداد الاختبار. تم تصميم التصميم المغلق والقوي للفرن ومكونات الإطار لاحتواء كل من الطاقة الحرارية وأي حطام ناتج عن فشل المواد في درجات الحرارة العالية بأمان.

غالباً ما يؤدي دمج فرن كبير وثقيل بإطار ديناميكي إلى اختلال في محاذاة مسار الحمل المحوري، مما يؤدي إلى بيانات غير دقيقة بسبب لحظات الانحناء. يضمن التصميم القوي للإطار وواجهات التثبيت الدقيقة أن يحافظ تجميع الفرن/التجهيزات المشترك على محاذاة محورية صارمة، حتى في درجات الحرارة العالية حيث تتأثر استقرار الأبعاد للمكونات.

يؤدي الافتقار إلى طرق تم التحقق من صحتها لاختبار درجة الحرارة العالية لسبائك أو سيراميك جديدة محددة إلى خلق حالة من عدم اليقين في بيانات البحث. غالباً ما تأتي هذه الأنظمة المتخصصة مع بروتوكولات قياسية تم التحقق من صحتها مسبقاً (على سبيل المثال، لـ ASTM E606 أو ISO 12106) للاختبار غير المحيط، مما يوفر نقطة بداية موثوقة لتطوير المنهجية.

اضغط هنا للتعرف أكثر على أنظمة الاختبار الشاملة من Instron