제자리 쌍축 역학 시험 시스템시료에 쌍방향 독립 하중을 가하고 재료의 미시적 구조 진화를 동시에 관측할 수 있는 역학 테스트 설비로, 핵심은 하중 시스템, 제자리 표징 모듈, 측정 제어 시스템 세 부분으로 구성되어 있으며, 복잡한 응력 상태에서의 재료의 역학 행위를 연구하는 데 적용된다.

1. 로딩 시스템: 양방향 독립적이고 정확한 시력 실현

구동 구조

시스템은 일반적으로 4기둥 대칭식 배치를 사용하며, 두 세트의 독립된 서보 구동 장치 (서보 모터 + 롤러 슬래시/유압 실린더) 를 장착하여 각각 X, Y 두 방향의 십자형 시료 클램프를 제어한다.

2축 로드 모드는

축척 로드: X, Y 방향 하중/변위는 미리 설정된 축척에 따라 동기화되어 시뮬레이션 등 2축, 편2축 응력 상태;

비비례적재: X, Y방향 하중/변위를 독립적으로 제어하여 선후적재, 순환적재 등 복잡한 경로를 실현하고 재료의 실제 작업상황을 복원할 수 있다.

고정장치 및 샘플 설계

시료는 대부분 십자형구조를 채용하여 단축시료협착단의 응력집중문제를 피면하고 시험구역이 균일한 두축응력장에 처해있도록 확보해야 한다.고정장치에는 자체 잠금 장치가 장착되어 있어 시료가 늘어나는 과정에서 미끄러지는 것을 방지하는 동시에 고정장치의 변형이 테스트 결과에 대한 방해를 줄인다.

2. 제자리 표징 모듈: 미시적 구조 변화를 동시에 관측한다

"원위치" 의 핵심우세는 력학적로딩과 미시적표징이 동시에 진행되는데 흔히 볼수 있는 집적모듈은 다음과 같다.

광학 관측 모듈: 고속 카메라, 디지털 이미지 관련 (DIC) 시스템을 배합하여 시료 표면에 산반을 도포하여 테스트 영역의 응변 분포, 균열 발생 및 확장 궤적을 실시간으로 포착하고 재료의 탄성 계량, 박송비 등 매개변수를 계산한다.

전자현미경 모듈: 전자현미경 (SEM) 이나 전자배산사연사 (EBSD) 장치를 통합하여 스캔하여 진공 환경에서 시료를 로드하고 결정 입자 슬라이딩, 쌍결정 진화, 비트롤 운동 등 미시적 행위를 관측하여 거시적 역학적 성능과 미시적 구조 변화의 연관성을 구축한다.

특수환경모듈: 고저온상자, 항온수욕, 부식상자 등을 선택하여 고온, 저온, 생리환경, 부식매체 등 작업상황을 모의하고 환경요소가 쌍축역학성능에 미치는 영향을 연구할수 있다.

3. 측정통제시스템: 시험의 정확성과 통제가능성을 보장한다

제어 장치

폐쇄 루프 서보 제어 시스템을 사용하여 힘 센서, 변위 센서, 인신계를 통해 하중, 변위, 응변 데이터를 실시간으로 수집하고, 미리 설정된 목표 값과 비교한 후 자동으로 서보 구동 유닛의 출력을 조정하여 힘 제어, 변위 제어, 응변 제어 세 가지 모드의 유연한 전환을 실현한다.

데이터 처리 장치

시스템에 내장된 데이터 수집 및 분석 소프트웨어는 실시간으로 2축 하중-변위 곡선, 응변 분포 클라우드, 미시적 구조 이미지 등 데이터를 기록할 수 있으며, 자동으로 시험 보고서를 생성하여 데이터 내보내기와 추가 분석을 지원한다.

4. 핵심 워크플로우

클립 십자형 시료를 설치하고, 시험 수요에 따라 클램프 위치를 조정하며, 로드 모드 (비례/비비례), 로드 속도, 목표 하중/변위를 설정한다;

DIC, SEM과 같은 제자리 표징 모듈을 시작하여 테스트 전 측정을 완료합니다.

측정 제어 시스템은 두 축 로드 단위의 힘을 구동하여 하중, 응변 데이터와 미시적 구조 이미지를 동시에 수집한다;

시험이 끝난후 시스템은 자동적으로 데터를 통합하여 두축의 응력상태에서의 재료의 력학성능매개변수와 미시진화법칙을 출력한다.