ما هو الكلال الدوري؟
اختبار التعب الدوري هو اختبار يتم فيه تطبيق التحميل المتكرر الذي يتم التحكم فيه بالإجهاد، بدلاً من التحكم في الإجهاد، ويتم فحص سلوك المواد بشكل عام في منطقة التعب المنخفض الدورة. يتم تسجيل حلقات التباطؤ.
الغرض من الكلال الدوري
والغرض من ذلك هو تحديد سلوك الحياة والتصلب/التليين في ظل التحميل المتكرر عالي السعة حيث يسود التشوه البلاستيكي.
على أي منتجات يُطبَّق الكلال الدوري؟
- مكونات التوربين تعمل عند درجة حرارة عالية
- أوعية الضغط ووصلات الأنابيب
- أجزاء محرك السيارة
- تفاصيل هيكلية ملحومة
في أي قطاعات يُستخدم الكلال الدوري؟
المواصفات المتعلقة بـ الكلال الدوري
- أستم E606
- ISO 12106
- ISO 12111
شروط الكلال الدوري
- وضع التحكم
- السيطرة على إجمالي سلالة السعة
- الموجي
- بشكل عام مثلثة أو جيبية، بمعدل إجهاد ثابت
- نسبة السلالة
- Rε = εmin/εmax؛ عادة −1 (معكوس بالكامل)
- درجة حرارة
- درجة حرارة الغرفة، أو درجة حرارة عالية حسب المواصفات
جهاز الكلال الدوري
- آلة الاختبار الهيدروليكية المؤازرة
- مقياس التمدد عالي الدقة
- فرن الحث أو التسخين بالمقاومة
- نظام الحصول على البيانات وتسجيل التباطؤ
متطلبات العينة لـ الكلال الدوري
- يجب أن تحتوي العينة على هندسة مناسبة للتحميل المحوري الذي يمنع التواء
- يجب أن يكون السطح مصقولًا وخاليًا من الإجهاد المتبقي
- يوصى بثلاث عينات على الأقل لكل مستوى سلالة
- يجب أن تكون مستعدة المنطقة المرفقة مقياس الامتداد
مدة الكلال الدوري
وبما أن عدد الدورات منخفض، فإن العينة الواحدة عادة ما تستغرق ساعات؛ يمكن أن يمتد إجمالي مستويات السلالة المختلفة إلى عدة أسابيع.
إجراء الكلال الدوري
- 1يتم قياس العينة وتركيبها محوريا في الجهاز.
- 2تم تركيب مقياس التمدد والتحقق من التحكم في الضغط.
- 3إذا لزم الأمر، يتم الوصول إلى درجة حرارة الاختبار واستقرارها.
- 4يبدأ التحميل المتكرر بسعة الضغط المحددة.
- 5يتم تسجيل حلقات التباطؤ. يتم تحديد حلقة نصف العمر.
- 6يستمر التحميل في الكسر ويتم تسجيل عدد الدورات.
معايير قبول الكلال الدوري
ويرد معيار القبول في المواصفات كحد أدنى لعدد الدورات بسعة سلالة محددة.
تقييم النتائج
يتم استخراج سعة الإجهاد وسعة الانفعال البلاستيكي من حلقة تباطؤ نصف العمر. يتم تقييم سلوك التصلب أو التليين بشكل منفصل.
تقرير الكلال الدوري
- تم تطبيق المعيار
- سلالة السعة والنسبة والمعدل
- درجة حرارة الاختبار
- عدد دورات الكسر
- حلقات التباطؤ وبيانات نصف العمر
الاعتماد
حصلت EUROLAB على اعتماد معترف به دوليًا تم الحصول عليه من هيئات الاعتماد الأطراف في ترتيبات الاعتراف المتعددة الأطراف IAF وILAC، بموجب ISO/IEC 17025 للاختبارات المعملية، وISO/IEC 17020 للتفتيش والمراقبة، وISO/IEC 17021-1 وISO/IEC 17065 لشهادة النظام والمنتجات. تضمن هذه السلسلة قبول التقارير والشهادات الصادرة في جميع أنحاء العالم.
تعتمد إمكانية تقديم هذا الاختبار ضمن النطاق المعتمد على منتجك والمعيار المطبق؛ وبما أن الاعتماد يعتمد على الطريقة، يتم تأكيد النطاق كتابيًا في مرحلة عرض الأسعار.
النطاق والتفويضاتاللوائح ذات الصلة
- معايير تصميم المكونات ذات درجة الحرارة العالية
Mekanik Testler — ما الذي يغطيه مجال الاختبار هذا؟
يصف القسم أدناه المجال الذي ينتمي إليه اختبار الكلال الدوري؛ أما شروط ومعايير قبول هذا الاختبار تحديدًا فترد في الأقسام أعلاه. يتم تأكيد النطاق الخاص بمنتجكم كتابيًا في مرحلة العرض السعري.
تقيس الاختبارات الميكانيكية كيفية تصرف مادة أو قطعة تحت القوة. وتمتد العائلة من الحمل الساكن (الشد والانضغاط والانحناء) إلى السلوك المرتبط بالزمن (الإجهاد والزحف)، ومن الصلادة والتآكل إلى متانة الكسر.
القاسم المشترك بين هذه الاختبارات هو أن النتيجة تُبلَّغ كخاصية للمادة. فمقاومة الخضوع أو الصلادة ليست قرار مطابقة؛ بل بيانات رقمية سيقارن بها التصميم ومعيار المنتج. لذا تكون تقارير الاختبار الميكانيكي عادة مدخلًا لقرار هندسي لا لاعتماد منتج — اختيار المادة، معامل الأمان، تقدير العمر.
التمييز بين السلوك الساكن والديناميكي هو مفتاح فهم هذا الميدان. فقد تبدو قطعة غير مجهدة تمامًا تحت حمل ساكن لكنها تنكسر تحت حمل متكرر؛ ويحدث كسر الإجهاد عند إجهادات أقل بكثير من مقاومة الخضوع ودون سابق إنذار. لذا لا يكفي اختبار الشد وحده كدليل للقطع الدوارة أو المهتزة أو الخاضعة لحمل دوري.
تحدد ظروف الاختبار النتيجة، وهذا أمر حاسم لوضوح التقرير: هندسة العينة وسرعة التحميل ودرجة الحرارة والتكييف وترتيب القبض. وتعطي المادة نفسها قيمًا مختلفة في ظروف مختلفة. وفي اللدائن يكون تأثير السرعة واضحًا جدًا، وفي المعادن تأثير درجة الحرارة؛ أما في المركبات فيغيّر اتجاه العينة النتيجة تمامًا.
الصلادة هي القياس الأكثر إساءة استخدام في هذا الميدان. ونظرًا لكونها سريعة وشبه غير متلفة ورخيصة، تُستخدم غالبًا بدلًا من المقاومة. وتوجد جداول تحويل من الصلادة إلى المقاومة لكنها تقريبية وتعتمد على فئة المادة؛ واستخدامها كدليل وحيد في قبول المواد خطأ.
يتطلب جانب ميكانيكا الكسر كفاءة خاصة. وتتيح قياسات متانة الكسر ومعدل نمو تشقق الإجهاد حساب المدة التي ستصمد فيها بنية متشققة؛ وهي أساس تصميم تحمل الضرر في مجالات مثل معدات الضغط وهياكل الطائرات وخطوط الأنابيب.
مجموعات الطرق في هذا المجال
الاختبارات الساكنة
الشد والانضغاط والانحناء والقص والالتواء. وتُستخرج مقاومة الخضوع ومقاومة الشد والاستطالة ومعامل المرونة.
اختبارات الصدم
صدم شاربي وإيزود المُشقوق؛ ويُحدَّد سلوك انتقال المادة من الهش إلى المطاوع بحسب درجة الحرارة.
صلابة
برينل وفيكرز وروكويل وشور والصلادة الدقيقة. وهي مفيدة لعمق المعالجة السطحية والاختلافات المحلية في المقاومة.
الإجهاد (كلال)
إجهاد محوري مضبوط بالقوة والانفعال، إجهاد الانحناء؛ منحنيات S-N وحد التحمل.
الزحف واسترخاء الإجهاد
السلوك تحت الحمل طويل الأمد عند درجة حرارة عالية؛ وهو حاسم في مواد الغلايات والتوربينات ومعدات الضغط.
ميكانيكا الكسر
متانة الكسر بالانفعال المستوي والتكامل J وCTOD ومعدل نمو تشقق الإجهاد.
التآكل والاحتكاك
تآكل تابر والأسطوانة الدوارة، وقياسات معامل الاحتكاك.
أمور يشيع الخلط بينها في هذا المجال
- حساب المقاومة من الصلادة تقريبي؛ ولا يمكن استخدامه كدليل وحيد في قبول المواد.
- لا تُثبت المقاومة الساكنة الكافية مقاومة الإجهاد؛ وتتطلب القطعة الخاضعة لحمل دوري اختبارًا منفصلًا.
- إذا لم يُذكر معدل الاختبار ودرجة الحرارة، فلا يمكن مقارنة النتيجة — خصوصًا في البوليمرات والمواد المركبة.
- قد لا تعطي عينة الاختبار والجزء الفعلي القيمة نفسها؛ فاتجاه القولبة وخطوط اللحام والاختلافات في المعالجة السطحية كلها لها تأثير.
- قيمة المقاومة المذكورة لمادة مركبة دون تحديد اتجاه العينة لا معنى لها.
- تقيس نظيرتا ASTM وISO الكمية نفسها لكنهما تستخدمان هندسة عينة مختلفة؛ ولا تُعامل النتائج على أنها متكافئة تمامًا.
ما القرارات التي تدعمها هذه النتائج
- التحقق من التصميم واختيار المواد
- فحص المواد الواردة واعتماد المورد
- تلبية المتطلبات الميكانيكية لمعيار المنتج
- تحليل الأعطال والتنبؤ بالعمر وحساب تحمل الضرر
- التحقق من عمليات المعالجة الحرارية ومعالجة السطح
الاختبارات ذات الصلة
الأسئلة الشائعة حول الكلال الدوري
ما الفرق بين اختبار التعب واختبار التعب الدوري؟
يتم التحكم في اختبار التعب الكلاسيكي بشكل عام من خلال دورة عالية من الإجهاد. يتم التحكم في الإجهاد الدوري ودورة منخفضة، مما يمثل الظروف التي يسود فيها تشوه البلاستيك.