จะวัดอัตราส่วนปัวซองของเซรามิก ZTA ได้อย่างไร - บล็อก

เฮ้! ในฐานะซัพพลายเออร์เซรามิก ZTA ฉันมักจะถูกถามเกี่ยวกับด้านเทคนิคต่างๆ ของผลิตภัณฑ์ของเรา คำถามหนึ่งที่ผุดขึ้นมาไม่น้อยคือจะวัดอัตราส่วนเซรามิก ZTA ของปัวซองได้อย่างไร ดังนั้น ฉันคิดว่าฉันจะแบ่งปันข้อมูลเชิงลึกเกี่ยวกับหัวข้อนี้ในบล็อกของวันนี้

ก่อนอื่น มาทำความเข้าใจกันก่อนว่าอัตราส่วนของปัวซองคืออะไร พูดง่ายๆ ก็คือการวัดว่าวัสดุเปลี่ยนรูปอย่างไรเมื่อถูกยืดหรือบีบอัด เมื่อคุณดึงวัสดุไปในทิศทางเดียว วัสดุนั้นจะบางลงในทิศทางตั้งฉาก อัตราส่วนของปัวซองจะวัดความสัมพันธ์ระหว่างความเครียดด้านข้าง (การเปลี่ยนแปลงความหนา) และความเครียดตามแนวแกน (การเปลี่ยนแปลงความยาว)

เหตุใดการวัดอัตราส่วนปัวซองของเซรามิก ZTA จึงมีความสำคัญ เซรามิก ZTA หรือเซรามิกอลูมินาแกร่งเซอร์โคเนียนั้นขึ้นชื่อในด้านคุณสมบัติเชิงกลที่ยอดเยี่ยม เช่น ความแข็งสูง ความต้านทานการสึกหรอ และความเหนียวแตกหัก คุณสมบัติเหล่านี้ทำให้เหมาะสำหรับการใช้งานที่หลากหลาย ตั้งแต่เครื่องมือตัดไปจนถึงรากฟันเทียม การรู้อัตราส่วนของปัวซองช่วยให้วิศวกรและนักออกแบบเข้าใจว่าวัสดุจะมีพฤติกรรมอย่างไรภายใต้ภาระที่แตกต่างกัน ซึ่งเป็นสิ่งสำคัญในการรับรองประสิทธิภาพและความน่าเชื่อถือของผลิตภัณฑ์ที่ทำจากเซรามิก ZTA

มีวิธีการที่แตกต่างกันสองสามวิธีในการวัดอัตราส่วนปัวซองของเซรามิก ZTA และฉันจะอธิบายวิธีทั่วไปบางวิธีที่นี่

1. วิธีสเตรนเกจ

นี่เป็นหนึ่งในวิธีที่ตรงไปตรงมาและใช้กันอย่างแพร่หลายที่สุด แนวคิดพื้นฐานคือการติดสเตรนเกจเข้ากับพื้นผิวของตัวอย่างเซรามิก สเตรนเกจเป็นอุปกรณ์ขนาดเล็กที่สามารถวัดการเปลี่ยนแปลงความยาวของวัสดุเมื่ออยู่ภายใต้ความเค้น

นี่คือวิธีการทำงาน:

การเตรียมตัวอย่าง: ขั้นแรก คุณต้องเตรียมตัวอย่างเซรามิก ZTA ในรูปทรงที่เหมาะสม ซึ่งมักจะเป็นปริซึมสี่เหลี่ยมหรือทรงกระบอก ตรวจสอบให้แน่ใจว่าพื้นผิวเรียบและสะอาดเพื่อให้แน่ใจว่าสเตรนเกจยึดเกาะได้ดี
การติดตั้งสเตรนเกจ: ติดสเตรนเกจสองตัวเข้ากับตัวอย่าง โดยตัวหนึ่งอยู่ในทิศทางตามแนวแกน (ทิศทางของแรงกระทำที่กระทำ) และอีกตัวหนึ่งอยู่ในทิศทางด้านข้าง (ตั้งฉากกับแรงกระทำที่กระทำ) คุณสามารถใช้กาวพิเศษเพื่อยึดสเตรนเกจกับพื้นผิวเซรามิกได้
กำลังโหลดตัวอย่าง: ค่อยๆ จ่ายโหลดที่ทราบกับตัวอย่างโดยใช้เครื่องทดสอบ เมื่อตัวอย่างเปลี่ยนรูปภายใต้ภาระ สเตรนเกจจะวัดการเปลี่ยนแปลงของความยาว
การรวบรวมและการคำนวณข้อมูล: บันทึกค่าความเครียดจากเกจวัดความเครียดทั้งแนวแกนและด้านข้าง จากนั้นคำนวณอัตราส่วนของปัวซองโดยใช้สูตร:

-
\nu = - \frac{\เอปไซลอน_{ด้านข้าง}}{\เอปไซลอน_{แกน}}
-

โดยที่ (\nu) คืออัตราส่วนของปัวซอง (\epsilon_{lateral}) คือความเครียดด้านข้าง และ (\epsilon_{axis}) คือความเครียดในแนวแกน

สิ่งหนึ่งที่ควรคำนึงถึงเมื่อใช้วิธีนี้คือความแม่นยำในการวัดขึ้นอยู่กับคุณภาพของสเตรนเกจและการติดตั้งที่เหมาะสม นอกจากนี้ ตัวอย่างเซรามิกควรเป็นเนื้อเดียวกันเพื่อให้ได้ผลลัพธ์ที่เชื่อถือได้

2. วิธีการอัลตราโซนิก

วิธีอัลตราโซนิกเป็นเทคนิคการทดสอบแบบไม่ทำลายซึ่งสามารถใช้เพื่อวัดอัตราส่วนของปัวซองได้เช่นกัน โดยอาศัยข้อเท็จจริงที่ว่าความเร็วของคลื่นอัลตราโซนิกในวัสดุมีความสัมพันธ์กับคุณสมบัติยืดหยุ่น ซึ่งรวมถึงอัตราส่วนของปัวซองด้วย

นี่คือกระบวนการ:

การเตรียมตัวอย่าง: เช่นเดียวกับวิธีสเตรนเกจ ให้เตรียมตัวอย่างเซรามิก ZTA ที่มีพื้นผิวเรียบ
การตั้งค่าทรานสดิวเซอร์อัลตราโซนิก: วางทรานสดิวเซอร์อัลตราโซนิคสองตัวบนตัวอย่าง - เครื่องหนึ่งเพื่อสร้างคลื่นอัลตราโซนิก และอีกเครื่องหนึ่งเพื่อรับคลื่นเหล่านั้น โดยปกติทรานสดิวเซอร์จะต่อเข้ากับตัวอย่างโดยใช้ตัวกลางเชื่อมต่อที่เหมาะสม เช่น เจลหรือของเหลว
การวัดความเร็วคลื่นอัลตราโซนิก: ส่งคลื่นอัลตราโซนิคผ่านตัวอย่างไปในทิศทางต่างๆ (ตามยาวและตามขวาง) วัดเวลาที่คลื่นใช้ในการเคลื่อนที่ผ่านตัวอย่างและคำนวณความเร็วคลื่น
การคำนวณอัตราส่วนปัวซอง: ใช้ความเร็วคลื่นที่วัดได้เพื่อคำนวณอัตราส่วนของปัวซอง ความสัมพันธ์ระหว่างความเร็วคลื่นและอัตราส่วนของปัวซองได้มาจากสมการต่อไปนี้:

-
\nu=\frac{V_{l}^{2}-2V_{t}^{2}}{2(V_{l}^{2}-V_{t}^{2})}
-

โดยที่ (V_{l}) คือความเร็วคลื่นตามยาว และ (V_{t}) คือความเร็วคลื่นตามขวาง

ข้อดีของวิธีอัลตราโซนิกคือไม่ทำลาย ดังนั้นตัวอย่างจึงสามารถนำมาใช้ซ้ำได้ อย่างไรก็ตาม ต้องใช้อุปกรณ์พิเศษและความเชี่ยวชาญเพื่อทำการวัดอย่างแม่นยำ

3. วิธี Digital Image Correlation (DIC)

DIC เป็นวิธีการที่ค่อนข้างใหม่และทันสมัยในการวัดความเครียดและการเสียรูปในวัสดุ โดยจะใช้กล้องคู่เพื่อจับภาพพื้นผิวตัวอย่างก่อนและระหว่างการเปลี่ยนรูป

นี่คือวิธีการทำงาน:

58 (2) 58 (1)~1

การเตรียมตัวอย่าง: เตรียมตัวอย่างเซรามิก ZTA และใช้ลวดลายจุดแบบสุ่มบนพื้นผิว รูปแบบนี้ใช้เพื่อติดตามการเคลื่อนที่ของจุดบนพื้นผิวระหว่างการเสียรูป
การตั้งค่ากล้อง: ตั้งค่ากล้องสองตัวเพื่อดูตัวอย่างจากมุมที่ต่างกัน ปรับเทียบกล้องเพื่อให้แน่ใจว่าการวัดการเคลื่อนที่ของพื้นผิวแม่นยำ
กำลังโหลดตัวอย่างและการจับภาพ: ใช้โหลดกับตัวอย่างและจับภาพเป็นชุดที่ระดับโหลดต่างกัน ซอฟต์แวร์ DIC วิเคราะห์ภาพเพื่อคำนวณการกระจัดและความเครียดบนพื้นผิวตัวอย่าง
การคำนวณอัตราส่วนปัวซอง: เมื่อคำนวณความเครียดตามแนวแกนและด้านข้างแล้ว จะสามารถกำหนดอัตราส่วนของปัวซองได้โดยใช้สูตรเดียวกันกับวิธีสเตรนเกจ

วิธี DIC ให้การวัดความเครียดแบบเต็มสนามและมีความละเอียดสูง นอกจากนี้ยังสามารถให้ข้อมูลโดยละเอียดเกี่ยวกับพฤติกรรมการเปลี่ยนรูปของวัสดุได้อีกด้วย อย่างไรก็ตาม มีราคาแพงกว่าและต้องใช้ซอฟต์แวร์และอุปกรณ์ที่ซับซ้อน

ในฐานะซัพพลายเออร์เซรามิกของ ZTA เราเข้าใจถึงความสำคัญของคุณสมบัติของวัสดุที่ถูกต้องสำหรับลูกค้าของเรา นั่นเป็นเหตุผลที่เรารับประกันว่าผลิตภัณฑ์เซรามิก ZTA ของเราได้รับการทดสอบอย่างละเอียด รวมถึงการวัดอัตราส่วนปัวซอง เพื่อให้เป็นไปตามมาตรฐานคุณภาพสูงสุด

หากคุณอยู่ในตลาดผลิตภัณฑ์เซรามิก ZTA คุณภาพสูง เราก็ช่วยคุณได้ เรามีหลากหลายของกระเบื้องเซรามิค ซีทีเอและส่วนประกอบเซรามิก ZTA อื่นๆ ที่เหมาะกับการใช้งานต่างๆ ไม่ว่าคุณจะต้องการเครื่องมือเหล่านี้สำหรับเครื่องจักรอุตสาหกรรม อุปกรณ์ทางการแพทย์ หรือวัตถุประสงค์อื่นใด เราสามารถจัดหาโซลูชันที่เหมาะสมสำหรับคุณได้

หากคุณมีคำถามใดๆ เกี่ยวกับผลิตภัณฑ์ของเรา การวัดอัตราส่วนปัวซอง หรือสิ่งอื่นใดที่เกี่ยวข้องกับเซรามิก ZTA โปรดติดต่อเราได้ตลอดเวลา เรายินดีเสมอที่จะพูดคุยและหารือเกี่ยวกับความต้องการเฉพาะของคุณ มาเริ่มการสนทนาและดูว่าเราจะทำงานร่วมกันเพื่อตอบสนองความต้องการของคุณได้อย่างไร!

อ้างอิง

Callister, WD และ Rethwisch, DG (2018) วัสดุศาสตร์และวิศวกรรมศาสตร์: บทนำ ไวลีย์.
คู่มือการทดสอบแบบไม่ทำลาย เล่มที่ 7: การทดสอบด้วยคลื่นเสียงความถี่สูง สมาคมอเมริกันเพื่อการทดสอบแบบไม่ทำลาย
ซัตตัน, MA, Orteu, J. - J., & Schreier, H. (2009) ความสัมพันธ์ของภาพสำหรับการวัดรูปร่าง การเคลื่อนไหว และการเสียรูป: แนวคิดพื้นฐาน ทฤษฎี และการประยุกต์ สปริงเกอร์.