تست کشش چیست؟
تاريخ :
۱۳۹۲/۷/۲۹
تست کشش چیست؟
تست (آزمون) کشش به احتمال اساسی ترین نوع تست مکانیکی است که می توان به روی مواد انجام داد. آزمون های کشش، ساده، به نسبت ارزان و به طور کامل استاندارد شده هستند. با اعمال کشش بر روی مواد، به سرعت می توان دریافت که ماده چگونه در مقابل نیرو ها اعمالی رفتار میکند. همچنان که ماده تحت کشش قرار می گیرد، می توان استحکام و ازدیاد طول آن را اندازه گیری کرد.
چرا آزمون کشش؟
از طریق انجام آزمون انجام کشش میتوان اطلاعاتی بسیار زیاد از ویژگی های مکانیکی ماده را بدست آورد و از ادامه آزمون کشش تا نقطه پارگی، منحنی خوب و کامل از استحکام کششی ماده بدست می آید. منحنی حاصل، چگونگی رفتار و عکس العمل ماده در مقابل
تنش کششی را نمایان می سازد. در نقطه شکست و پارگی، استحکام کششی و ازدیاد طول در این نقطه را میتوان محاسبه کرد.
قانون هوک
در اغلب آزمون های کششی مواد، ملاحظه می شود که در بخش ابتدایی آزمون، رابطه بین نیروی اعمالی و ازدیاد طول در منحنی تنش-کرنش به صورت خطی است. در این ناحیه، خط حاصل از ارتباطی که بنام قانون هوک معروف است، تبعیت می کند. دراین ناحیه، نسبت تنش به کرنش (E=б/ε) ثابت است.
(E) شیب خط در ا ین ناحیه است و به آن مدول الاستیک یا مدول یانگ گفته می شود و تنش (б) و کرنش (ε) با هم تناسب خطی دارند .
مدول الاستیک
مدول الاستیک مقایسی برای ارزیابی
سفتی (Stiffness) ماده است و فقط در ناحیه خطی منحنی تنش- کرنش مفهوم پیدا می کند. اگر نیرویی به ماده در ناحیه خطی منحنی تنش- کرنش وارد شودو سپس اعمال نیرو قطع شود، ماده به همان ابعادی که قبل از اعمال نیرو داشت، بازمیگردد. از نقطه از منحنی که دیگر خطی نیست و از خط مستقیم منحرف می شود، دیگر قانون هوک جاری نیست و برخی تغییرات ابعادی ماندگار و غیرقابل بازگشت برای ماده رخ می دهد. از این نقطه به بعد در آزمون کشش، با افزایش تنش(نیرو) رفتار ماده
پلاستیک خواهد بود؛ به آن معنا که اگر اعمال تنش بر روی ماده قطع شود، نمونه به ابعادی که قبل از اعمال نیرو داشت، بازنمی گردد.
استحکام در نقطه تسلیم
نقطه تسلیم، نقطه ای است که از آن بعد منحنی تنش-کرنش دیگر خطی نیست و با افزایش تنش در این نقطه، تغییر شکل پلاستیک (دائمی) در نمونه رخ می دهد.
/>
روش آفست
برای برخی از مواد (به طور مثال فلزات و پلاستیک ها) نقطه تسلیم ( به عبارت دیگر نقطه گذار از محدوده الاستیک به محدوده پلاستیک) به صورت مشخص بر روی منحنی تنش-کرنش مشاهده نمی شود. به همین دلیل از روش آفست برای تعیین استحکام تسلیم ماده استفاده می شود. این روش در استانداردهای ASTM E8 (فلزات) و استاندارد ASTM D638 (پلاستیک ها) تشریح شده است. در روش آفست، از کرنش 2 /0 درصد، خطی به موازات ناحیه خطی منحنی رسم
می
شود. تقاطع خط با منحنی، نقطه تسلیم آفست را مشخص می کند.
مدول ها ی جایگزین
گاهی اوقات در بخش نخستین منحنی تنش- کرنش، خطی واضح مشاهده نمی شود. در نتیجه نمی توان مدول الاستیک را محاسبه کرد. در این مواقع، ASTM E111 روش های جایگزین برای تعیین مدول مواد را معرفی کرده است. مدول "سکانت" و مدول" مماسی" دو مدول جایگزین هستند. در مدول سکانت، از هرنقطه بر روی منحنی تنش –کرنش خطی به مرکز رسم می کنیم. شیب خط برابربامدول سکانت خواهد بود.
کرنش (الانگیشن)
می توان مقدار تغییر طول نمونه ای که در آزمون کشش مورد آزمایش قرار میگیرد را بدست آورد. این مقدار را می توان به صورت تغییر طول مطلق یابه صورت تغییر نسبی (کرنش) گزارش کرد. کرنش را می توان به شکل های مختلف بیان کرد.کرنش مهندسی مهمترین ومعمول ترین روش بیان مورد استفاده کرنش است و برابر است نسبت تغییرات طول به طول اولیه: L-Lo/Lo = e = ∆L/Lo
کرنش دیگر کرنش حقیقی است که در آن کرنش از معادله(Li/Lo) ln =ε محاسبه می شود. Li طول نمونه در هر لحظه است.
استحکام کششی نهایی
یکی از ویژگی های مواد که به هنگام آزمون کشش اندازه گیری می شود، استحکام کشش نهایی (UTS) است. این مقدار، حداکثر
نیرویی است که نمونه می تواند طی تست تحمل کند. استحکام کششی نهایی می تواند معادل استحکام در نقطه شکست باشد و یا نباشد. این ها همه به این بستگی دارد که ماده ی تحت آزمون چه رفتاری از خود نشان می دهد بدان معنا که آیا رفتار آن ترد، منعطف و یا ترکیبی از این دواست . گاهی اوقات ماده در محیط آزمایشگاه می توان رفتار منعطف از خود نشان دهد، اما در محیط کار و عمل و در محیط بسیار سرد، ممکن است رفتار ترد و شکننده از خود بروز دهد.
سیستم کاربری