La
maggior parte delle strutture di ingegneria
sono influenzate da complessi sforzi multiassiali che nascono dalla
disomogeneità del carico, dalla geometria e / o dal materiale.
Tuttavia, le prove di laboratorio utilizzano prevalentemente diversi
tipi di regimi di carico, che includono
creep, prove quasi-statiche e
di
fatica - semplici provini che sono sottoposti a stati di sforzo
uniassiale. A causa della differenza tra i dati di progetto della
prova uniassiale e il comportamento funzionale dei componenti con
sforzi multiassiali, molto lavoro di ricerca è stato condotto per
garantire una adeguata comprensione di tale rapporto.
Un campione
che si presta direttamente a prove biassiale è una croce (una
piastra a forma di croce) caricata nel piano da quattro attuatori
ortogonali. Abbiamo sviluppato sistemi di prova per controllare il
movimento del centro del provino, eliminando movimenti indesiderati e
la flessione sul provino. In una
macchina di prova servoidraulica
convenzionale, una delle estremità del provino è tenuta ferma
mentre l'altra estremità è spostata in
trazione o
compressione da
un attuatore. Per la maggior parte delle prove questo è un metodo
molto soddisfacente di funzionamento, ma significa che il centro del
provino si muove durante il ciclo di prova. Per alcune prove è
necessario mantenere il centro del provino stazionario - per esempio,
quando è necessario studiare il centro del provino al microscopio
mentre la prova è in corso. Per questo tipo di prova, un secondo
attuatore viene aggiunto al sistema in modo che i movimenti
deformanti possono essere applicati a entrambe le estremità del
provino. Quindi, ci sono due attuatori e due variabili da
controllare: la posizione centrale del provino, e la deformazione
totale applicata alle estremità del provino. Il problema di
controllo si pone perché non c'è accoppiamento naturale tra
attuatore e variabile controllata - il movimento di ogni attuatore
influenza sia la posizione centrale che la deformazione del
provino.
Uguale deformazione di ogni estremità del provino non
provoca il movimento della posizione del centro; lo spostamento di
ogni attuatore nella stessa direzione muove la posizione centrale
senza alterare la deformazione. Ogni loop opera in modo indipendente
e non c'è interazione tra i segnali di guida in fase e quelli fuori
fase agli attuatori. Questo principio, come descritto per due
attuatori opposti, è applicabile anche alla configurazione di una
prova della croce insieme con quattro attuatori. Le prove possono
anche essere eseguite nelle modalità di controllo del carico e della
deformazione. Un sistema cruciforme installato di recente è stato
progettato per le prove di TMF complesse - in cui i segnali misurati
di deformazione totale devono essere corretti in tempo reale rispetto
alla dilatazione termica e alla deformazione elastica.
I nostri
sistemi cruciformi, con capacità da100 kN o 250 kN, forniscono un
telaio di carico molto allineato e irrigidito, con senza guarnizione
di alta fedeltà, attuatori idrostatici a cuscinetto che forniscono
un controllo superiore del provino. Questo sistema di caricamento è
ben abbinato al
Controllore Digitale della Serie 8800, e il nostro
nuovo software
WaveMatrix ™ di prova dinamica che fornisce
un'interfaccia utente intuitiva per complesse prove multi assiali.
Credits: This application note was developed with assistance and photos from
IfW Darmstadt