評價真空爐石墨支撐柱的承重能力需歸納考慮資料功能、結構規(guī)劃、環(huán)境工況及安全裕度，以下是系統(tǒng)化的評價辦法與要害步驟：
1.資料根底功能分析
(1) 要害資料參數(shù)
抗壓強度（σ_c）：
    等靜壓石墨（如IG-110）常溫抗壓強度≥80 MPa，高溫（1600℃）下保存率約60%（~48 MPa）。
彈性模量（E）：
    石墨彈性模量約10 GPa（各向異性，需根據(jù)資料測試報告取值）。
熱膨脹系數(shù)（CTE）：
    典型值（軸向），需結合工作溫差核算熱應力。
(2) 資料退化修正
    高溫蠕變：在1800℃繼續(xù)負載下，石墨年蠕變量可達0.5-1%。
    氧化損耗：若真空走漏（氧含量>100 ppm），表面氧化速率加快，需經(jīng)過涂層（如SiC）或環(huán)境操控補償強度損失。
2.結構參數(shù)與載荷核算
(1) 靜態(tài)承重評價
緊縮強度校核：
(2) 委曲穩(wěn)定性分析
    歐拉臨界載荷（細長柱）：示例：L=1m，d=100mm，E=10 GPa：
(3) 熱應力耦合核算
熱膨脹應力：
3.動態(tài)載荷與疲憊評價
循環(huán)載荷影響：
    頻頻啟停爐體（>5次/天）時，需考慮疲憊強度折減（石墨疲憊強度≈靜態(tài)強度×0.6）。
振動分析：
    支撐柱固有頻率應避開爐體振動頻率（一般20-100Hz），避免共振失效。
4.試驗驗證辦法
(1) 試驗室測試
緊縮試驗：
    運用高溫萬能試驗機（如Instron 8862）模擬實踐溫度，丈量應力-應變曲線。
熱震測試：
    快速升溫（>100℃/min）后加載，觀察裂紋萌生情況。
(2) 現(xiàn)場監(jiān)測
應變片貼裝：
    在支撐柱表面貼高溫應變片（耐溫≥2000℃），實時監(jiān)測變形量。
激光位移傳感：
    非觸摸式丈量高溫下的撓度變化（精度±0.01mm）。
5.安全系數(shù)與規(guī)劃優(yōu)化
工況類型 推薦安全系數(shù)（K） 優(yōu)化策略
靜態(tài)常溫負載 2.5-3.0 增大截面直徑/選用C/C復合資料
高溫動態(tài)負載 4.0-5.0 添加冷卻結構/下降長徑比（H/D<8）
氧化性環(huán)境 3.5-4.5 表面涂層+定時無損檢測
6. 典型應用事例
半導體單晶爐：
    直徑150mm C/C復合資料柱，承重300 kN（1600℃下安全系數(shù)4.2），配置水冷套。
粉末冶金燒結爐：
    直徑80mm等靜壓石墨柱，規(guī)劃載荷50 kN，經(jīng)過預緊繃簧補償熱膨脹。
7.評價流程總結
    數(shù)據(jù)收集：獲取資料參數(shù)（σ_c、E、CTE）、幾許尺度（L、d）、工況（T_max、ΔT、載荷譜）。
    理論核算：校核緊縮強度、委曲臨界載荷、熱應力疊加。
    仿真分析：使用ANSYS或COMSOL進行熱-力耦合仿真（見圖2）。
    試驗驗證：高溫緊縮試驗+現(xiàn)場監(jiān)測數(shù)據(jù)對比。
    迭代優(yōu)化：調(diào)整尺度/資料/冷卻計劃，直至滿足安全系數(shù)要求。
要害定論
    石墨支撐柱的承重能力評價需實現(xiàn) “理論-仿真-試驗”三重驗證：
    關于常規(guī)真空爐，優(yōu)先經(jīng)過 委曲臨界載荷 操控規(guī)劃；
    超高溫（>2000℃）場景需要點防備 蠕變變形 與 氧化協(xié)同失效；
    動態(tài)負載環(huán)境下建議選用 C/C復合資料 并定時進行 聲發(fā)射檢測（裂紋預警）。
    最終計劃需結合本錢、保護周期與工藝需求歸納決策。