Soluções especiais para pesquisa e desenvolvimento
Além de soluções customizadas desenvolvidas pela ZwickRoell em cooperação com os respectivos institutos a ZwickRoell também possui em seu programa muitas soluções padronizadas utilizadas especialmente na pesquisa.Uma requisitos central dos cientistas quanto a uma máquina para ensaios de materiais é sua flexibilidade.No dia-a-dia da pesquisa surgem repetidas vezes novos requisitos de ensaio os quais, se possível, devem ser testados com as máquinas para ensaio existentes.
Assim, interfaces com o sistema possuem importância especial.Por um lado, continuamente há novos sistemas de controle de sensores sendo introduzidos os quais devem ser captados junto com os sinais de medição da máquina.Por outro lado, deve ser possível o processamento fácil dos dados obtidos.Seja de forma direta no software testXpert III, ou por meio de simples exportação para o software secundário de avaliação.
1.Integração de strain gage (DMS)
Sempre é uma necessidade elementar da tecnologia de medição de registrar todos os sinais, sejam eles da força ou da deformação, mas também a expansão, de tempo sincronizado, com o auxílio de strain gage (DMS).
Para a utilização de strain gage a ZwickRoell oferece basicamente 2 variantes.
ZIMT
Editor gráfico de sequência
Gravação sincronizada de vídeo
3.Ensaios de alta temperatura
Uma grande parte dos esforços para reduzir as emissões de CO2 passa por ex. por uma eficiência maior das máquinas de motor térmico atualmente conhecidas.Para alcançar este objetivo é necessário o aumento da temperatura na câmara de combustão, o que requer novos materiais e/ou requisitos em condições de temperatura elevada.
No desenvolvimento de novas tecnologias para usinas elétricas, sejam as A-USC (Advanced UltraSupercritical) Power Plants ou também novas usinas de energia nuclear, o conhecimento exato das características de alta temperatura é decisivo.Seguindo esta tendência, cada vez mais ensaios de alta temperatura estão sendo realizados.
A ZwickRoell possui seu próprio centro de competência o qual se dedica a esses assuntos.Tipicamente as temperaturas de ensaio vão até 1.200 °C, a vácuo ou em atmosfera de gás nobre também bem além dessa temperatura.Um dos desafios na execução de ensaios de alta temperatura é a medição direta da deformação/expansão.
A ZwickRoell utiliza aqui há anos um laserXtens otimizado para alta temperatura o que consegue medir sem problema, através de uma janela no forno de alta temperatura, a deformação da amostra sem necessidade de contato.
Ensaio de alta temperatura com aquecimento por indução
Forno a vácuo para ensaios de alta temperatura
Forno de alta temperatura com laserXtens
4.Ensaios de fluência e propriedades cíclicas
尽管阿兰das propriedades exclusivamente德阿尔塔ratura há outras propriedades mecânicas que são de grande importância por ex. na tecnologia de usinas elétricas, as quais também precisam ser determinadas a temperatura elevada, respectivamente.Além da resistência exclusivamente de alta temperatura é especialmente o modo operacional modificado de muitas usinas por causa da alimentação oscilante de usinas de energia eólica ou de energia solar um fator que traz requisitos especiais para os materiais.
Consequentemente, muitas usinas precisam permitir a ativação e desativação flexíveis, e isso às vezes em intervalos muito curtos.Isso leva a uma carga térmica adicional (TMF) dos materiais os quais em cada operação de ativação e/ou desativação apresentam dilatação térmica e , portanto, influenciam o ciclo de vida da instalação.No século XX a maioria das usinas não foram projetadas para esse tipo de estresse e devem ser agora recalculadas com as devidas medidas de retrofit.
No caso de antigas usinas térmicas a vapor, mas especialmente no caso das usinas A-USC operadas a temperaturas de até 760 °C e pressões de vapor de até 380 bar, a corrosão dos materiais é outro fator de relevância.Assim, são consideradas as respectivas reações (relaxação ou retardamento) dos materiais quanto a deformação constante ou à tensão prolongada a temperaturas elevadas, respectivamente.Tudo isso pode ser feito então também ciclicamente (Creep Fatigue).
5.Ensaios de Low Cycle Fatigue (LCF)
没有ensaio de低循环疲劳o e expost材料o a estresse ciclicamente a uma temperatura determinada (na maioria das vezes elevada) até uma leve deformação plástica, respectivamente.A amostra (material) resiste com esse tipo de estresse somente a poucos milhares de trocas de carga.A máquina para ensaios respectivamente o regulador da máquina possuem Assim, relevância especial, uma vez que na transição da deformação elástica para a deformação plástica a rigidez da amostra sofre uma modificação dramática e por este motivo a reação do regulador deve ser muito rápida para garantir por ex. a velocidade constante de aumento da deformação.
6.Fadiga termomecânica (thermo mechanical fatigue) TMF
A fadiga termomecânica (TMF) é a simulação da carga mecânica causada pela dilatação térmica do material.Em uma usina elétrica (mas também em qualquer máquina de motor térmico) isso acontece por ocasião de qualquer partida ou parada da instalação.Na partida todos os componentes são aquecidos da temperatura ambiente à temperatura operacional, o que é acompanhado por uma dilatação do material.Esta dilatação gera tensão no material a qual deve ser exatamente conhecida para evitar a danificação de componentes.
Na fadiga termomecânica uma amostra é ciclicamente aquecida e a máquina para ensaios sobrepõe na mesma fase ou em fase oposta uma deformação mecânica.
7.High Cycle Fatigue (HCF)
No ensaio High Cycle Fatigue, contrariamente a ensaio LCF as trocas de carga são feitas somente na faixa linear-elástica do material.Uma das aplicações principais é a determinação da resistência à fadiga de um material ou de componentes.A determinação da resistência à fadiga é na maioria das vezes determinada com o auxílio de uma curva de Wöhler (curva s/n) na qual a amostra é exposta à carga com diferentes amplitudes de tensão ou de deformação até sua falha.Assim, a curva de Wöhler é determinada com amplitudes constantes, e a curva de Gaßner com amplitudes variáveis.
Também estas curvas características de dimensionamento são determinadas a diferentes temperaturas.
8.Dureza nano até macro instrumentada
A medição instrumentada da profundidade de indentação está sendo utilizada na pesquisa já há algum tempo para determinar as características mecânicas de camadas ou de revestimentos muito finos.Por meio de uma medição de força-profundidade de indentação podem ser determinadas a dureza (Martens) e também as características elásticas e plásticas.
Como regra geral para a determinação das características das camadas o indentador (Vickers ou Berkowitch) deve indentar no máximo apenas 10 % da espessura da camada.O sistema UNAT da ZwickRoell pode ser utilizado entre 10 nm e 30 µm, o sistema ZHU/Zwicki acima de 6 µm de profundidade de indentação.Dessa forma a ZwickRoell pode cobrir toda a faixa de dureza nano, micro até macro.
