การศึกษาและการพัฒนาอุปกรณ์จับยึดเพื่อใช้ทดสอบการเติบโตของรอยร้าวภายใต้อุณหภูมิสูง

Abstract

เครื่องทดสอบ Hydraulic servo testing machine เป็นเครื่องทดสอบคุณสมบัติทางกล โดยทั่วไปของวัสดุรวมทั้งคุณสมบัติทางกลศาสตร์การแตกหักด้วย แต่เครื่องทดสอบดังกล่าวสามารถทำการทดสอบภายใต้อุณหภูมิห้องเท่านั้น งานวิจัยนี้จึงเกิดขึ้นและมีวัตถุประสงค์เพื่อศึกษาและพัฒนาอุปกรณ์จับยึดที่ใช้ติดตั้งบนเครื่องทดสอบดังกล่าวเพื่อใช้ทดสอบชิ้นงานแบบ CT ซึ่งเป็นรูปแบบของชิ้นงานทดสอบทางกลศาสตร์การแตกหักรูปแบบหนึ่งที่ใช้กันอย่างแพร่หลาย และอุปกรณ์จับยึดที่สร้างขึ้น สามารถทำการทดสอบภายใต้อุณหภูมิสูงโดยไม่ทำให้เครื่องทดสอบเสียหาย ในงานวิจัยได้ศึกษาและออกแบบสร้างเตาความร้อนที่ใช้ติดตั้งบนเครื่องทดสอบซึ่งสามารถทำอุณหภูมิให้กับชิ้นงานทดสอบได้สูงสุด 800 ํC จากนั้นได้ศึกษาการถ่ายเทความร้อนและรูปร่างที่เป็นข้อจำกัดของอุปกรณ์จับยึด พบว่าการป้องกันความร้อนของอุปกรณ์จับยึดทำได้โดยการเจาะตำแหน่งของส่วนของ grip ที่อยู่นอกเตา โดยใช้น้ำเป็นของไหล พาความร้อนออกมาจาก grip ซึ่งขนาดของการเจาะใช้เส้นผ่านศูนย์กลาง 10 mm. จำนวน 2 รู ห่างกัน 30 mm. และใช้อัตราการไหล 0.286 kg/s จะทำให้ระดับของอุณหภูมิบริเวณผิว grip นอกเตานั้นมีค่าประมาณ 45 ํC ในขณะที่กำหนดอุณหภูมิชิ้นงานทดสอบที่ 800 ํC อุปกรณ์จับยึดดังกล่าวได้ถูกนำไปทดลองใช้งาน โดยการหาค่า J-Integral ของวัสดุ ASME SA-335 Gr22 ที่อุณหภูมิ 300 องศาเซลเซียส เพื่อให้ทราบถึงปัญหาของการใช้งานจริง ผลการทดลองแสดงให้เห็นว่าค่า J-Integral ที่อุณหภูมิสูงมีความชันน้อยกว่าอุณหภูมิห้องซึ่งสอดคล้องกับการทดลองโดยทั่วไป