O Instrumented Charpy Impact Tester é um dispositivo importante no campo do teste de propriedades mecânicas de materiais. Ele avalia a tenacidade e a resistência à fratura de materiais sob cargas de alta velocidade por meio de testes de impacto dinâmico. Em comparação com os testadores de impacto de pêndulo tradicionais, sua tecnologia principal está no registro digital e na análise do processo de impacto obtido por meio de sensores de alta precisão e sistemas de aquisição de sinais, fornecendo suporte de dados mais abrangente para pesquisa de materiais, controle de qualidade e análise de falhas.

1. Princípios técnicos

O princípio de funcionamento do testador de impacto de pêndulo instrumentado é baseado na lei da conservação de energia, mas seu principal avanço está no monitoramento dinâmico do processo de impacto. Quando o pêndulo cai livremente de uma altura predefinida, sua energia potencial é convertida em energia cinética, que atua na superfície da amostra através do percussor. Os equipamentos tradicionais calculam a energia absorvida apenas com base na altura de rebote do pêndulo, enquanto os dispositivos instrumentados alcançam a aquisição de dados multidimensionais por meio das seguintes tecnologias:

Integração de sensores: Sensores de força, sensores de deslocamento e acelerômetros são incorporados no percussor ou suporte para registrar curvas de força-tempo e tempo-deslocamento em tempo real durante o processo de impacto.

Processamento de sinais: Os sinais dinâmicos são capturados usando cartões de aquisição de dados de alta velocidade (as taxas de amostragem podem exceder 1 MHz) e a interferência de ruído é eliminada usando algoritmos de filtragem.

Cálculo de parâmetros: Os principais indicadores mecânicos são derivados dos dados brutos, incluindo:

1), Energia de impacto: A energia total absorvida pela amostra antes da fratura (energia potencial inicial menos energia potencial residual);

2), Força máxima do impacto: O valor máximo da força que ocorre durante o processo do impacto;

3), Curva de Força-Deslocamento: Uma resposta mecânica completa que reflete o comportamento de deformação do material;

4), Distribuição de energia: Análise de componentes como energia de deformação plástica e energia de propagação de rachaduras.

2. Campo de aplicação típico: 

1), Pesquisa e desenvolvimento de materiais

Determinação da temperatura de transição dúctil-frágil (DBT): Por meio de uma série de testes de impacto de temperatura, o ponto crítico no qual o material faz a transição da fratura dúctil para a fratura frágil é determinado, fornecendo uma base para a seleção de material para recipientes criogênicos.

Otimização da composição da liga: Compare a energia de absorção de impacto de materiais de aço sob diferentes processos de tratamento térmico e selecione a proporção de composição ideal.

2), Controle da qualidade

Verificação de componentes automotivos: Teste a resistência ao impacto de componentes de segurança, como vigas de pára-choques e pilares B, para garantir a conformidade com os padrões de segurança contra colisões.

Avaliação da junta de solda: Por meio do teste de amostra Charpy V-notch, verifique se a resistência ao impacto da zona de solda atende ao padrão.

3), Análise de falhas

Identificação do modo de fratura: Determine o tipo de fratura (como fratura por clivagem, fratura dúctil) com base na curva de força-deslocamento e auxilie na análise da causa do acidente.

Previsão de vida útil: Avalie a vida útil restante de equipamentos como vasos de pressão e tubulações por meio de modelos de danos por impacto cumulativo.

3, exemplos de aplicação no campo industrial

Indústria automotiva: A montadora usou um testador de impacto instrumentado para testar os painéis da carroceria de liga de alumínio e descobriu que sua energia de absorção de impacto a -40 ° C era 35% maior do que a das peças de aço tradicionais, verificando a viabilidade do design leve.

Engenharia de energia nuclear: Após a irradiação de nêutrons de materiais de blindagem de segurança, o teste de impacto revela uma tendência à fragilização do material, fornecendo dados importantes para a avaliação da extensão da vida útil do reator.

Aeroespacial: Durante o teste de impacto de fixadores de liga de titânio na faixa de temperatura de nitrogênio líquido, o sistema instrumentado capturou sinais em tempo real de iniciação e propagação de trincas, fornecendo suporte para o projeto de tolerância a danos. 

Beijing United Test Co., Ltd. export@unitedtest.com oferecer o equipamento de teste de impacto Charpy de pêndulo instrumentado. 

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