Warum Eine Elektrohydraulische Servopresse Mit Mikrocomputersteuerung Für Betontests Verwenden? Erfassung Von Spitzen- Und Nachspitzenwerten

Die elektrohydraulische Prüfmaschine mit Mikrocomputersteuerung wird hauptsächlich wegen ihrer Fähigkeit gewählt, einen präzisen, automatisierten Wechsel zwischen Lastregelung und Wegregelung durchzuführen. Diese Dual-Modus-Fähigkeit ist für die Prüfung von leichten Aggregatebetonsäulen, die mit Edelstahlrohren ummantelt sind, unerlässlich, da sie es den Forschern ermöglicht, zunächst eine konstante Kraft anzuwenden und dann nahtlos zur Regelung der Verformungsgeschwindigkeit überzugehen, sobald das Material zu fließen beginnt.

Kernpunkt: Der Wert dieser speziellen Maschine liegt in ihrer Fähigkeit, einen plötzlichen, katastrophalen Ausfall während des Versuchs zu verhindern. Durch den Wechsel zur Wegregelung nach dem Fließen "fängt" sie das Prüfstück ab und ermöglicht so die detaillierte Aufzeichnung der Restfestigkeit und des allmählichen Abbaus des Materials und nicht nur seines Bruchpunkts.

Der Mechanismus der Steuerung

Vor dem Fließen: Konstante Lastrate

In den Anfangsstadien des Versuchs verhält sich die Betonsäule elastisch. Während dieser Phase nutzt die Maschine die Lastregelung, um die Kraft mit einer konstanten, gleichmäßigen Rate anzuwenden.

Dies stellt sicher, dass die auf die Säule wirkende Spannung linear und vorhersagbar ansteigt. Sie simuliert genau die Ansammlung von Gewicht oder Druck, die die Säule in einem realen strukturellen Szenario bis zu ihrem Streckpunkt erfahren würde.

Nach dem Fließen: Wegregelung

Sobald das Prüfstück seinen Streckpunkt erreicht hat (wo es beginnt, sich dauerhaft zu verformen), schaltet die Maschine automatisch auf die hochpräzise Wegregelung um.

Anstatt die Kraft zu erhöhen, steuert die Maschine nun den Abstand, den der Pressenkopf zurücklegt. Dies ist entscheidend, da das Material nach dem Fließen möglicherweise weniger Kraft benötigt, um sich weiter zu verformen; die Wegregelung ermöglicht es der Maschine, dieses Verhalten zu verfolgen, ohne die Probe sofort zu zerquetschen.

Erfassung kritischer Materialverhalten

Aufzeichnung des "absteigenden Astes"

Standard-Prüfmaschinen erfassen oft nach Erreichen der maximalen Festigkeit keine Daten mehr, was zu einem plötzlichen Datenabfall führt.

Die servogesteuerte Maschine erfasst den absteigenden Ast der Spannungs-Dehnungs-Kurve. Diese Daten zeigen, wie sich die Säule während des Versagens verhält, und liefern wichtige Informationen über ihre Duktilität und Energieabsorptionsfähigkeit.

Analyse der Spannungsneuumverteilung

Verbundsäulen beruhen auf der Wechselwirkung zwischen dem Stahlrohr und dem Betonkern.

Wenn der Beton reißt und sich ausdehnt, umschließt ihn das Stahlrohr. Die präzise Steuerung dieser Maschine ermöglicht es den Forschern, diesen Spannungsneuumverteilungsprozess zu beobachten, insbesondere wie die Last zwischen dem versagenden Beton und dem zurückhaltenden Stahlrohr übertragen wird.

Messung der Resttragfähigkeit

Auch nachdem der Beton seine maximale Festigkeit erreicht hat, behält er aufgrund der Umschließung durch das Stahlrohr eine gewisse Tragfähigkeit.

Diese Maschine ermöglicht die Fortsetzung des Versuchs in dieser Phase. Sie erfasst die Resttragfähigkeit, die für das Verständnis der Sicherheitsmargen bei seismischen Ereignissen oder Überlastungen unerlässlich ist.

Ermöglichung fortgeschrittener Datenkorrelation

Echtzeit-Dehnungsmessung

Während die Maschine die Makrokompression steuert, bietet sie eine stabile Umgebung für externe Sensoren.

Hochempfindliche Dehnungsmessstreifen, die am Stahlrohr angebracht sind, verlassen sich auf den reibungslosen Betrieb der Maschine, um präzise Längs- und Querdeformationsdaten ohne Rauschen oder Vibrationsspitzen zu erfassen.

Verfolgung von Umschließungskoeffizienten

Die Stabilität der Servosteuerung ermöglicht die Berechnung des Umschließungskoeffizienten.

Forscher können die Lastdaten der Maschine mit den Dehnungsmessstreifenablesungen korrelieren, um genau zu quantifizieren, wie viel Unterstützung das Stahlrohr dem Betonkern in jeder Millisekunde des Versuchs bietet.

Beobachtung der Entwicklung des Poissen-Verhältnisses

Der Übergang von elastischem zu elasto-plastischem Verhalten beinhaltet eine signifikante Änderung der Art und Weise, wie das Material unter Druck ausbeult.

Die während der gesteuerten Kompression der Maschine gesammelten Daten ermöglichen die Beobachtung des Poissens-Verhältnisses und verfolgen seine Entwicklung von einem stabilen Wert von 0,3 in der elastischen Phase zu einem viel höheren Wert von 0,7 in der elasto-plastischen Phase.

Verständnis der Kompromisse

Komplexität der Bedienung

Dieses Präzisionsniveau erfordert eine ausgeklügelte Programmierung. Der Bediener muss den Schaltpunkt zwischen Last- und Wegregelung genau definieren; eine falsche Einstellung kann zu vorzeitigem Versagen oder ungültigen Daten führen.

Gerätekosten und Wartung

Servohydraulische Systeme sind erheblich teurer und komplexer als Standard-Hydraulikpressen. Sie erfordern eine strenge Wartung des Hydrauliköls und der Servoventile, um die hochpräzise Reaktionsfähigkeit aufrechtzuerhalten, die für die Wegregelung erforderlich ist.

Die richtige Wahl für Ihr Projekt treffen

Wenn Sie entscheiden, welche Ausrüstung Sie für strukturelle Tests verwenden möchten, berücksichtigen Sie Ihre spezifischen analytischen Bedürfnisse:

Wenn Ihr Hauptaugenmerk auf der Ermittlung einfacher Bruchlasten liegt: Eine Standard-Hydraulikprüfmaschine ist ausreichend und kostengünstiger.
Wenn Ihr Hauptaugenmerk auf der Analyse der Duktilität und des Nachspitzenverhaltens liegt: Sie benötigen unbedingt eine elektrohydraulische Servopresse mit Mikrocomputersteuerung, um den absteigenden Ast der Spannungs-Dehnungs-Kurve zu erfassen.
Wenn Ihr Hauptaugenmerk auf der Untersuchung der Umschließungsmechanik liegt: Die Servosteuerung ist notwendig, um die stabile, langsame Dehnungsrate bereitzustellen, die für hochempfindliche Dehnungsmessstreifen erforderlich ist, um genaue Daten zur seitlichen Ausdehnung zu erfassen.

Zusammenfassend lässt sich sagen, dass Sie diese Maschine verwenden sollten, wenn Sie nicht nur verstehen müssen, wann eine Säule versagt, sondern auch wie sie versagt.

Zusammenfassungstabelle:

Merkmal	Standard-Hydraulikpresse	Elektrohydraulische Servopresse
Regelungsmodus	Manuell/Festlast	Automatischer Last- & Wegwechsel
Datenerfassung	Nur Spitzenlast	Vollständige Spannungs-Dehnungs-Kurve (inkl. absteigender Ast)
Nachspitzenverhalten	Katastrophales Versagen	Gesteuerte Verformung (Auffangen der Probe)
Forschungswert	Grundlegende Festigkeitsprüfung	Duktilität, Energieabsorption & Resttragfähigkeit
Am besten geeignet für	Regelmäßige Qualitätskontrollen	Fortgeschrittene Materialforschung & Strukturanalyse

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Referenzen

Ruiqing Zhu, Haitao Chen. A Study of the Performance of Short-Column Aggregate Concrete in Rectangular Stainless Steel Pipes under Axial Compression. DOI: 10.3390/buildings14030704

Dieser Artikel basiert auch auf technischen Informationen von Kintek Press Wissensdatenbank .