留言咨詢 實驗室破壞式材料測試分類及局限性
常規(guī)破壞式材料測試通常需要先考慮如下問題:
? 存在什么類型的載荷?
? 什么是尺寸標注?
? 破壞性測試的主要目的是什么?
? 在哪些情況下優(yōu)先進行無損檢測?
材料和組件的負載與測試
諸如鋼之類的材料通常需要承受各種各樣的載荷。負載的不同類型可以分類如下:
? 張力
? 壓縮
? 剪力
? 扭力
? 彎曲
? 屈曲
圖:負載類型
負載強度可以在時間上恒定或持續(xù)變化。恒定的應力強度也稱為靜載荷。另一方面,如果應力水平在其強度和/或方向上發(fā)生變化,則表示動載荷。特定類型的負載始終具有一定的時間過程。通常,幾種類型的載荷會組合出現(xiàn)。例如,傳動軸在單側驅動下就是這種情況,該軸同時受到扭轉,彎曲和剪切。根據軸是恒轉矩驅動還是轉矩持續(xù)變化,它是靜態(tài)負載還是動態(tài)負載。因此,組件有無數(shù)種可能的施加應力方式。
在確定組件的尺寸時,工程師需要能夠參考特定的值,這些值表征了所使用材料相對于其時程的不同應力上限。應力上限可以基于不可接受的變形或斷裂。因此,開發(fā)了各種材料測試方法來根據負載類型及其時程確定相應的失效上限。原則上,材料測試方法可以分為兩類:
? 破壞性測試
? 非破壞性測試。
通過破壞性測試,會損壞材料,并且通常無法再使用該組件。通常,專門準備和標準化的試樣用于此類測試。破壞性的測試過程提供了重要的材料參數(shù),以便根據所施加的載荷確定合適的材料,以及確定組件的幾何形狀。組件尺寸的確定也稱為尺寸標注!
破壞性測試用于確定特定的材料常數(shù)或組件常數(shù)!
破壞式材料測試的分類
以下測試方法被認為是破壞性測試:
? 拉伸試驗
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? 壓縮測試
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? 彎曲試驗
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? 夏比沖擊試驗
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? 疲勞測試
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? 硬度測試
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? 蠕變斷裂試驗
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? 應力松弛測試
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? 屈曲測試
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由于不同荷載之間的復雜性以及相互作用,因此并非所有情況都可以記錄在材料屬性中。當由于組件失效而使生命受到威脅時,這始終是一個問題。因此,須定期檢查與安全相關的組件,就像飛機發(fā)動機的渦輪葉片一樣。從而隨后聲明一切正常,在此時進行破壞性材料測試在經濟上并不可行。
破壞性檢驗是指只有將受檢驗樣品破壞后才能進行檢驗,或者在檢驗過程中受檢驗樣品被破壞或消耗的檢驗。進行破壞性檢驗后被檢驗樣品完全喪失了原有的使用價值。如金屬材料的拉伸試驗,電子設備的加速老化試驗均屬破壞性試驗。破壞性檢驗只能采用抽檢形式,其主要矛盾是如何實現(xiàn)可靠性和經濟性的統(tǒng)一,也就是要尋求既保證一定的可靠性又使檢驗數(shù)量較少的抽檢方案。
這就是為什么要開發(fā)無損檢測(NDT)的原因。這意味著只要一切正常,該組件仍可以使用。以這種方式,例如,通過超聲測試或渦流測試無損地檢查所述渦輪機葉片的裂紋。無損檢測還包括目視檢查組件是否受到外部損壞。
與破壞性檢測相比,無損檢測具有以下優(yōu)點:
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非破壞性——因為在做檢測時不會損害被檢測對象的使用性能;
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全面性——由于檢測是非破壞性,因此必要時可對被檢測對象進行100%的全面檢測,這是破壞性檢測辦不到的;
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全程性——破壞性檢測一般只適用于對原材料進行檢測,如機械工程中普遍采用的拉伸、壓縮、彎曲等,破壞性檢驗都是針對制造用原材料進行的,對于產成品和在用品,除非不準備讓其繼續(xù)服役,否則是不能進行破壞性檢測的,而無損檢測因不損壞被檢測對象的使用性能。所以,它不僅可對制造用原材料,各中間工藝環(huán)節(jié)、直至終產成品進行全程檢測,也可對服役中的設備進行檢測。
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