Машина для випробувань матеріалів MTS 318.25 | E.O. Paton Electric Welding Institute (PWI)

Машина для випробувань матеріалів MTS 318.25

Наукові напрями центру:

  • експериментальні дослідження опору зварних з’єднань конструкційних сталей і алюмінієвих сплавів втомному руйнуванню на стадіях зародження і розвитку тріщин при гармонічному і полічастотному видах навантаження;
  • розробка нових і вдосконалення відомих способів обробки зварних з’єднань з метою збільшення їх циклічної довговічності;
  • розробка розрахунково-експериментальних методів оцінки циклічної тріщиностійкості зварних з’єднань на стадіях стабільного росту втомних тріщин з урахуванням застосування запропонованих методів їх гальмування;
  • розвиток підходів і критеріїв механіки руйнування стосовно оцінки опору зварних з’єднань конструкційних матеріалів квазікрихким і в’язким руйнуванням.

Обладнання центру дозволяє проводити випробування :

  • статичним зусиллям до 8000 кН;
  • циклічним зусиллям від – 4000 кН до 4000 кН;
  • при температурах від – 100˚С до + 1000 ˚С;
  • на ударну в’язкість до 300 Дж;

проведення випробувань в різних середовищах.

Універсальна, багатоцільова сервогідравлічна випробувальна система для статичних і динамічних випробувань

 Випробувальна система MTS 318.25 є повністю інтегрированою, що дозволяє легко отримати інформацію про механічні властивості  матеріалів або деталей. Особливістю контролера TestStar IIsе є інтуітивний графічний інтерфейс, який дозволяє легко задати і провести випробування без вивчення загадкових кодів або запам’ятовування функцій десятків кнопок на панелі управління. В результаті втрачається менше часу на завдання випробувань і більше на їх виконання. Крім того, так як контролер повністю управляється програмним забезпеченням, то легко можуть бути додані нові можливості шляхом простого оновлення програмного забезпечення (пакет Multi-Purpose TestWare ®, пакет для статичних випробувань TestWorks 4 і безліч прикладних програмних модулів для виконання випробувань). Ці тісно інтегровані пакети забезпечують відмінну повторюваність випробувань і точні результати.

 Переваги 318.25

Гнучкість

Система для випробувань матріалів MTS 318.25 може бути налаштована для досліджування характеристик механіки руйнування сучасних матеріалів, дослідження властивостей композитів при стисненні або випробування інших, більш традиційних матеріалів. 

Точність

Чудова осьова і поперечна жорсткість досягнуті завдяки інтегральній конструкції навантажувального циліндра, жорсткої, але легкої поперечини і спеціально сконструйованого датчика сили. Точність юстування силової рами досягається завдяки прецизійної обробки колон, заводській збірці і центруванню з використанням лазера. Шток циліндра точно механічно оброблений і циліндр закріплений так, щоб забезпечити центрування.

Випробувальні системи, налаштовані на завдання

Системи MTS 318.25 є високо інтегрованими випробувальними системами, які можуть бути налаштовані точно відповідно до існуючих потреб. Кожна включає силову раму моделі 318 з вмонтованим в неї навантажуваного циліндру і сервоклапанів, гідравлічну насосну станцію і систему управління MTS TestStar IIsе як показано нижче.

Система управління TestStar IIsе має три основні частини: системне програмне забезпечення TestStar, що працює на персональному комп’ютері, цифровий контролер і (додатково) панель дистанційного керування. Разом вони надають можливість повністю автоматизувати управління випробуваннями. Додаткові модулі прикладного програмного забезпечення дозволяють ще більш налаштувати систему, щоб автоматизувати більшість стандартних або спеціальних процедур випробувань. Характеристики системи налаштовуються відповідно до поставлених вимог шляхом вибору силової рами для необхідних зусиль, сервоклапани з потрібним потоком масла і відповідного насоса. Також є можливість вибрати з безлічі випробувальних приладдів MTS, включаючи захоплювачі, монтажні набори, екстензометри, температурні печі і датчики сили, щоб система відповідала вимогам випробувань.

Гнучкість для виконання більшості випробувань матеріалів і деталей

Дослідження втомної міцності

Системи MTS 318.25 використовувалися в дослідженнях втомної міцності майже кожного типу матеріалу – від титану до сучасної кераміки і пластиків. Дуже жорстка конструкція силової рами, вбудований навантажувальний циліндр і прецизійна лазерна центровка мінімізують помилки від згинальних деформацій, в той час як алгоритми цифрового управління TestStar і запатентовані захоплення MTS забезпечують точне навантаження і повторюваність результатів. Якщо проводяться стандартні випробування на багатоциклову (HCF) або малоціклову (LCF) втому, то програмний пакет для циклічних втомних випробувань може заощадити час і збільшити ефективність випробувань. Він включає шаблони для швидкого і точного виконання випробувань відповідно до стандартів ASTM E606 (LCF випробування при постійній температурі) і E466 (HCF випробування). Крім того, шаблон Advanced LCF test підтримує перехід від LCF до HCF випробувань з керуванням по силі, так що є можливість отримати критичні LCF дані і потім швидко провести випробування до руйнування. Для нестандартних випробувань програмний пакет MultiPurpose TestWare надає потужні можливості для створення власних процедур випробувань.

Дослідження поширення тріщини і механіки руйнування

Система 318.25 є ідеальною для досліджень поширення тріщини і механіки руйнування. Великий робочий простір дозволяє встановити безліч випробовуваних зразків. Повний діапазон захоплень MTS, пристосувань для випробувань на вигин, COD датчиків зростання тріщини і екстензометри забезпечують точний контроль випробувань і накопичення даних.

Випробування на розтяг, стиск і згин

Система MTS 318.25 може виконувати випробування при монотонному навантаженні, такі як розтяг, стиск і згин, а також випробування на повзучість і згин. Всі ці випробування можуть бути виконані при контролі навантаження і деформації (використовуючи екстензометри як пристрій контролю), а також при контролі переміщення. При наявності датчика малих сил система здатна виконувати точні дослідження властивостей м’яких біоматеріалів. І нарешті, висока швидкість циліндра, що досягається сервогідравлікою, дає системам 318.25 можливість виконувати випробування в широкому діапазоні швидкостей деформування.

Пакет MTS TestWorks 4 має великий діапазон можливостей для проведення монотонних випробувань. Розділ Define (Завдання) дозволяє легко змінити процедуру випробувань для створення нових. Вбудована бібліотека розрахунків включає формули, що застосовуються для більшості стандартів ASTM, ISO і DIN, або є можливість створити свої власні. Вбудований пакет графіків дозволяє вибрати тип зображення даних і ввести власні правила для розрахунку властивостей, таких як модуль пружності, межа плинності і т.д.

Випробування на розтяг-стиск, згин та ударну в’язкість

Випробування на розтяг-стиск, згин та ударну в’язкість

Сучасні сервогідравлічні випробувальні машини забезпечують виконання випробувань при контролі навантаження або деформації з використанням сучасних пристроїв для контролю. Висока швидкість циліндра, яка досягається за допомогою сервогідравліки, дає можливість виконувати випробування в широкому діапазоні швидкостей деформування. Усі випробування проводяться згідно державних та міжнародних стандартів (ASTM, ISO, DIN, тощо)

Випробування деталей

Система 318.25 може бути використана для досліджень втомної міцності широкого діапазону деталей, включаючи перемикачі, з’єднувачі, біомедичні імплантанти, автомобільні деталі, кріпильні деталі, пружини, інструменти, спортивне обладнання та багато іншого. Використання сервогідравлічної технології MTS для цих випробувань, дозволяє отримати кращий контроль і повторюваність на більш високих частотах, ніж може забезпечити механічне або пневматичне обладнання. Система 318.25 здатна прикладати як статичні, так і циклічні навантаження з контролем амплітуди. Якщо потрібно більш складне навантаження, то можливе використання переваг додаткового пакета

MultiPurpose TestWare, щоб створити унікальне рішення для специфічних завдань. Прикладом є блочне навантаження, навантаження спектром або комбінація монотонних і циклічних навантажень. MultiPurpose TestWare має велику гнучкість, дозволяючи швидко створити власні випробування з будь-якою послідовністю команд і накопиченням даних. Нові вимоги до випробувань можуть бути виконані за кілька хвилин шляхом створення нової процедури випробувань та збереження її для майбутнього використання.

Випробування при змінному навантаженні

Жорстка конструкція силових рам випробувальних машин та прицезійне центрування забезпечують високу точність випробувань. Цифрове керування дозволяє проводити дослідження при різних режимах навантаження.

Ріст тріщини втоми та визначення характеристик механіки руйнування

Сучасне обладнання та широкий діапазон захватів, COD датчики росту тріщини і екстензометри забезпечують точний контроль випробувань і накопичення даних, а вдосконалене програмне забезпечення дозволяє проводити випробування з визначенням усіх характеристик тріщиностійкості.

Випробування деталей та вузлів

У відділі проводять дослідження міцності та довговічності зварних елементів металоконструкцій, деталей машин, біомедицинських імплантів, кріпильних елемнтів, пружин, інструментів, спортивного обладнання та багато іншого.

Система управління TestStar IIsе

Система управління TestStar IIsе є легкою у використанні, прийнятною за вартістю рішенням для одноканальних випробувань. Розроблена для користувачів всіх рівнів, вона є ідеальною для управління широким діапазоном випробувань багатьох типів матеріалів і деталей. За допомогою системи TestStar IIsе можливо задати і виконати випробування матеріалів і деталей, використовуючи графічне, кероване мишею програмне забезпечення, яке працює на персональному комп’ютері. Система працює в операційній системі Windows NT. TestStar Iis включає три основні компоненти:

  • Системне програмне забезпечення TestStar IIsе
  • Панель дистанційного управління TestStar IIsе (опция*)
  • Цифровой контролер TestStar IIsе

Програмне забезпечення є серцем системи TestStar IIsе. За допомогою серії меню головне вікно TestStar IIsе надає швидкий доступ до всіх команд, необхідних для завдання випробувань. Ці команди включають вікна для присвоєння датчиків, завдання меж, автоматичної установки нуля датчиків і, коли це необхідно, завдання параметрів, таких як межі помилок і налаштувань. Різні вікна легко викликаються, але зазвичай вони заховані, коли в них немає необхідності.

Точний контроль випробувань

Система TestStar IIsе точно контролює випробування, комбінуючи різні методи адаптивної компенсації зі стабільним налаштуванням системи. Це означає, що випробування досягнуть запрограмованих кінцевих рівнів навіть при зміні характеристик зразка. MTS надає широкий діапазон методів адаптивної компенсації, кожен з яких оптимізований для певних застосувань. Система дозволяє вибирати з наступних методів контролю: пік / западина, амплітуда / середнє значення, амплітуда і фаза, адаптивний інверсний контроль та ін.

  • Контроль пік / западина здійснює адаптацію при зміні податливості зразка, щоб забезпечити підтримку піків і западин для будь-якої періодичної форми хвилі з постійною амплітудою.
  • Контроль амплітуди і фази здійснює адаптацію як при змінах фази, так і амплітуди синусоїдальних сигналів.
  • Null pacing буде змінювати крок програми, щоб дозволити системі досягти запрограмованих кінцевих рівнів без перепрограмування.
  • Адаптивний інверсний контроль здійснює адаптацію для лінійних систем, зазвичай для випадкового навантаження або відтворення тимчасових історій.

Додаткове прикладне програмне забезпечення

Є безліч додаткових програмних модулів для системи управління TestStar IIsе, включаючи:

  • MultiPurpose TestWare
  • Багатоциклову, малоциклову і розширену малоциклову втому
  • Зростання втомної тріщини
  • механіка руйнування
  • TestWorks 4 (монотонні випробування)
  • Бібліотеки програмування (Visual Basic ®, C ++, LabVIEW ®)

Ці тісно інтегровані модулі дозволяють легко виконати стандартні випробування і отримати точні, повторювані результати.