اختبار الشد: الدليل النهائي

اختبار الشد: الدليل النهائي

في هذا الدليل ، سوف تتعلم الغرض من آلة اختبار الشد، والخطوات التفصيلية لعملية الاختبار ، تساعدك على فهم معلومات المواد الخاصة بك بشكل أفضل. هذا المنشور معني بما يلي.

جدول المحتويات
الغرض من آلة اختبار الشد ما هو استخدام آلة اختبار الشد
اختبار الشد المفاهيم والمصطلحات ذات الصلة
 هيكل آلة اختبار الشد:
 كيفية استخدام جهاز اختبار التوتر:
 ما هي العوامل التي تؤثر على مقاومة الشد في اختبار الشد؟
معايير الاختبار الشائعة لاختبار الشد

1. الغرض من آلة اختبار الشد ： ما هو استخدام آلة اختبار الشد؟

اسم آخر لآلة اختبار الشد هو آلة اختبار الشد العالمية. إنه جهاز احتراق ميكانيكي يستخدم في اختبارات الشد والضغط والانحناء والقص والتقشير للمواد المعدنية وغير المعدنية ، ويستخدم على نطاق واسع في معاهد البحث العلمي ، ومعاهد فحص السلع والتحكيم ، والكليات والجامعات ، وكذلك المطاط والإطارات والبلاستيك والأسلاك والكابلات وصناعة الأحذية والجلود والمنسوجات والتغليف ومواد البناء والبتروكيماويات والطيران وغيرها من الصناعات.

يمكن استخدام البيانات التي تم الحصول عليها من اختبار الشد لتحديد حد المرونة والاستطالة ومعامل المرونة والحد التناسبي وتقليل المساحة وقوة الشد ونقطة الخضوع وقوة الخضوع وخصائص الشد الأخرى للمادة. تطوير المواد ، واختبار الممتلكات المادية ، وبحوث التدريس ، ومراقبة الجودة ، والتفتيش الوارد ، والتفتيش العشوائي لخطوط الإنتاج ، إلخ.

2. اختبار الشد المفاهيم والمصطلحات ذات الصلة

قوة الشد: هذا هو أقصى ضغط يمكن أن تتحمله المادة قبل أن تنكسر تحت حمل الشد المحوري. يقاس عادةً بوحدات الإجهاد ، مثل رطل لكل بوصة مربعة (psi) أو ميجاباسكالس (MPa).

معامل المرونة: هذا مقياس لمقاومة المادة للتشوه عند تعرضها لحمل شد محوري. يقاس عادةً بوحدات الإجهاد ، مثل جيجا باسكال (GPa) أو ميجاباسكالس (MPa).

قوة الخضوع: هذا هو الضغط الذي تبدأ عنده المادة في التشوه البلاستيكي ولا تعود إلى شكلها الأصلي عند إزالة الحمولة.

الانفعال: هذا مقياس لتشوه المادة عند تعرضها لحمل شد محوري. يتم التعبير عنه عادةً ككسر أو نسبة مئوية من الطول الأصلي للعينة.

منحنى الإجهاد والانفعال: هذا رسم بياني يرسم إجهاد وانفعال مادة ما أثناء تعرضها لحمل شد محوري. يوفر منحنى الإجهاد والانفعال معلومات قيمة حول الخصائص الميكانيكية للمادة ، مثل قوة الشد ، ومعامل المرونة ، وقوة الخضوع.

قوة الشد القصوى: هذا هو أقصى إجهاد شد يمكن أن تتحمله المادة قبل أن تنكسر.

المتانة: هذا مقياس للطاقة المطلوبة لكسر مادة تحت حمل الشد المحوري. يتم التعبير عنها عادةً بوحدات الطاقة لكل وحدة حجم ، مثل جول لكل متر مكعب (J / m³).

ليونة: هذا مقياس لقدرة المادة على التشوه اللدن دون أن تنكسر تحت حمل الشد المحوري. يتم التعبير عنها عادةً ككسر أو نسبة مئوية من الاستطالة الكلية للعينة.

النتوء: هي ظاهرة تحدث في بعض المواد عند تعرضها لحمل شد محوري. يتميز العنق بانخفاض في مساحة المقطع العرضي للعينة أثناء استطالة.

التعب: هذه هي العملية التي تضعف فيها المادة وتفشل في النهاية بسبب التحميل الدوري المتكرر.

3-هيكل آلة اختبار الشد
آلة قوة الشد هي عبارة عن معدات اختبار لا غنى عنها لتطوير المواد ، واختبار الخصائص الفيزيائية ، والتدريس والبحث ، ومراقبة الجودة ، وما إلى ذلك. آلة اختبار الشد العالمية مستخدمة على نطاق واسع للغاية ويمكن استخدامها لاختبار الأنواع التالية من المواد. يتضمن اختبار الشد تثبيت عينة من المادة المراد اختبارها بين قبضتي آلة اختبار ، ثم تطبيق حمولة متزايدة باستمرار على طول العينة. يتم تسجيل الحمل والامتداد أو التشوه المقابل للعينة أثناء الاختبار ، ويتم استخدام البيانات لحساب الخصائص الميكانيكية المختلفة.
من عدة مكونات رئيسية ، بما في ذلك:

إطار التحميل: هذا هو الهيكل الرئيسي للآلة ، والذي يوفر وسيلة لتطبيق قوة الشد على عينة.

Crosshead: هذا مكون متحرك يحمل العينة ويطبق قوة الشد عليها. يتم تثبيته على أدلة أو محامل خطية لضمان حركة سلسة.

قبضة العينة: تمسك قبضة العينة العينة في مكانها ، مما يسمح لها بالتعرض لقوة الشد دون الانزلاق. هناك عدة أنواع من المقابض ، بما في ذلك المقابض الهوائية ، والمقابض الهيدروليكية ، والمقابض التي تعمل ببراغي.

نظام القيادة: نظام القيادة مسؤول عن توفير قوة الشد للعينة. يمكن تحقيق ذلك من خلال عدة وسائل ، بما في ذلك الأسطوانات الهيدروليكية أو المحركات الخطية أو المحركات اللولبية.

خلية الحمل: خلية الحمل هي نوع من المحولات التي تقيس القوة المطبقة. عادة ما يتم توصيله بالصليب ويوفر إشارة يمكن استخدامها للتحكم في نظام القيادة وتسجيل منحنى إزاحة الحمل.

وحدة التحكم: وحدة التحكم هي وحدة المعالجة المركزية لآلة اختبار الشد. يستقبل إشارات من خلية التحميل ، ويقود نظام القيادة ، ويسجل بيانات الاختبار.

نظام الحصول على البيانات: يقوم نظام الحصول على البيانات بجمع وتسجيل بيانات الاختبار ، والتي تتضمن عادةً الحمل المطبق وإزاحة العينة.

بالإضافة إلى هذه المكونات الأساسية ، قد تشتمل آلات اختبار الشد أيضًا على ميزات مثل التحكم في درجة الحرارة ، والغرف البيئية ، وبرامج تحليل البيانات الأوتوماتيكية. يمكن أن يختلف التكوين والميزات المحددة لآلة اختبار الشد بشكل كبير اعتمادًا على التطبيق والمواد التي يتم اختبارها.

4.كيفية استخدام جهاز اختبار التوتر:

(1) تحضير العينة:
يتم قطع عينة ذات حجم قياسي وشكل من المواد المراد اختبارها. عادة ما تكون العينة أسطوانية أو مستطيلة الشكل ، مع وجود قسم صغير في المنتصف لضمان تطبيق الحد الأقصى من الضغط على القسم المصغر.

طريقة أخذ العينات
أخذ العينات مباشرة من المواد الخام.
يتم أخذ عينات من مناطق مهمة بالمنتج (الأجزاء الأضعف والأكثر خطورة).
 الاختبار المباشر مع الأجزاء المادية ، مثل قضبان التسليح أو البراغي أو البراغي أو السلاسل.
 الاختبار مباشرة على عينات المصبوب أو عن طريق تشكيل العينات.

تجهيز العينات
 لمنع الخواص الميكانيكية من التأثر بالتشوه البارد أو الحرارة. عادة ما يتم تشكيلها بشكل أساسي عن طريق القطع.
 يجب أن تكون الأقسام المتوازية سلسة وخالية من تصلب العمل وخالية من العيوب مثل الرقائق وعلامات الأدوات والأزيز.
 يجب أن يكون لجزء تثبيت المادة الهشة والجزء الموازي نصف قطر كبير من الانتقال الدائري.
 بالنسبة لعينات الصب غير المشغولة بالآلات ، يجب أن يكون سطح الرمال ، والخبث ، والنتوءات ، والحواف المتطايرة ، وما إلى ذلك واضحًا.
فحص العينة ووضع العلامات
 يجب فحص العينة قبل الاختبار للتأكد من أن مظهرها يلبي المتطلبات.
عادةً ما يتم تمييز العلامات الأصلية للعينات بخطوط دقيقة ويجب ألا تؤثر الطريقة المستخدمة على الكسر المبكر للعينة.
 بالنسبة للمواد الرقيقة جدًا أو الهشة ، يمكن طلاء العينة بطلاء تلوين سريع الجفاف في أقسام متوازية ثم كتابتها برفق باستخدام خط تعليم.
 بالإضافة إلى ذلك: يجب قياس مساحة المقطع العرضي الأصلي للعينة وحسابها قبل الاختبار.

(2) قم بتشغيل المفتاح الرئيسي.

(3) وفقًا للعينة ، حدد نطاق القياس ، قم بتعليق أو إزالة التأرجح على قضيب التأرجح ، واضبط مقبض الصمام العازل ، وقم بمحاذاة خط الوسم. قم بتثبيت أحد طرفي العينة في الفك العلوي. يتم تثبيت العينة بين مقابض آلة الاختبار ، مع وضع القسم المصغر في المركز. يتم ضبط المقابض بحيث يتم توسيط العينة وتثبيتها بإحكام في مكانها.

(4) قم بتثبيت ظرف الظرف المقابل في مقعدي الفك العلوي والسفلي وفقًا لشكل العينة وحجمها.

(5) على الأسطوانة الدوارة للرسام ، لف واضغط على ورقة التسجيل (ورقة مربعة). يتم تنفيذ هذا العنصر فقط عند الضرورة.

(6) ابدأ مضخة الزيت وقم بمحاذاة المؤشر مع نقطة الصفر للقرص. قم بفك صمام إمداد الزيت لرفع منضدة الاختبار بمقدار 10 مم ، ثم أغلق صمام الزيت. إذا كان منضدة الاختبار في وضع الرفع ، فليس من الضروري فتح مضخة الزيت لتزويد الزيت أولاً ، فقط أغلق صمام إمداد الزيت.

(7) تشغيل الفحص والاختبار: تحقق من اكتمال الخطوات المذكورة أعلاه. ابدأ تشغيل آلة السحب وقم بتحميل كمية صغيرة مسبقًا (يجب ألا يتجاوز الحمل المقابل للضغط الحد النسبي للمادة) ثم قم بتفريغها إلى الصفر للتحقق من أن آلة السحب تعمل بشكل صحيح.

(8) ابدأ تشغيل آلة الشد وقم بإجراء اختبار الشد.

(9) قم بإزالة قطعة الاختبار وورقة التسجيل.

(10) قم بقياس مسافة ما بعد الكسر باستخدام الفرجار ذو الورنية.

(11) قياس الحد الأدنى لانكماش القطر عند العنق باستخدام الفرجار الورنية.

(12) ارسم منحنى الإجهاد والانفعال: تُستخدم بيانات الحمل لحساب الإجهاد في العينة ، وتُستخدم بيانات الامتداد لحساب الإجهاد. يتم رسم بيانات الإجهاد والانفعال على الرسم البياني ، والذي يسمى منحنى الإجهاد والانفعال.

(13) تحديد الخصائص الميكانيكية: من منحنى الإجهاد والانفعال ، يمكن تحديد الخصائص الميكانيكية المختلفة ، مثل قوة الشد وقوة الخضوع والليونة. قوة الشد هي أقصى ضغط يمكن أن تتحمله المادة دون أن تنكسر ، وقوة الخضوع هي الضغط الذي تبدأ عنده المادة في التشوه البلاستيكي. الليونة هي مقياس لقدرة المادة على التشوه دون أن تنكسر.

آلة اختبار قوة الشد النسيج TF002
جهاز اختبار قوة شد النسيج ، أو آلة قوة شد النسيج ، والتي تسمى أيضًا آلة اختبار قوة الشد مصممة لاختبار مجموعة واسعة من المواد ، بما في ذلك النسيج والجلد والبلاستيك والورق ، وما إلى ذلك ، في التوتر ، والضغط ، والانثناء ، والانفجار ، والقص ، والتمزق ، الاستطالة ، الحمل المستمر ، المرونة ، زلة الخيط ، التقشير وغيرها من الخواص الميكانيكية. يتوافق جهاز اختبار قوة شد النسيج مع ISO 13934.1 / 2 ، و ISO 13935.1 / 2 ، و ISO 9073.3 / 4 ، إلخ.
يتم استخدامه لاختبار الخصائص الفيزيائية للشد والضغط للمنتجات والمواد. مجموعة كاملة من إطار العمود المزدوج مع هيكل مدمج وصلابة عالية (يمكن تخصيص مساحة مزدوجة). مجموعة من محركات ومحركات مؤازرة من باناسونيك لا تحتاج إلى صيانة. اثنان من البراغي الكروية المستوردة عالية الدقة مع التحميل المسبق الدقيق. مستشعر حمل ثنائي الاتجاه وضغط عالي الدقة مستورد من الولايات المتحدة مع وظيفة تحديد تلقائي. مجموعة من وحدات التحكم الرقمية ذات الحلقة المفتوحة أو الحلقة المغلقة التي يمكن تبديلها بعدة لغات ووحدات. جهاز تحكم عن بعد محمول لتشغيل مريح وسريع.

5. العوامل الرئيسية التي تؤثر على اختبار الشد آلة اختبار الشد
العوامل الرئيسية التي تؤثر على اختبار الشد لآلة اختبار الشد هي منطقة أخذ العينات وطريقة أخذ العينات ، وشكل العينة ، والحجم ، والدقة ، ومعدات القياس ، ومعدات الاختبار ، ودرجة حرارة بيئة الاختبار ، والتركيبات ، واختيار الأداة ، وطريقة تثبيت قطعة العمل ، وسرعة الجر المقطع العرضي. المنطقة ، منطقة المقطع العرضي لعينة الشد ..

هندسة العينة: يمكن أن يؤثر شكل العينة وحجمها واتجاهها على نتائج اختبار الشد. على سبيل المثال ، قد تتصرف عينة طويلة ورفيعة بشكل مختلف عند التوتر عن عينة قصيرة وسميكة من نفس المادة.

حالة السطح: يجب أن يكون سطح العينة أملسًا وخاليًا من العيوب مثل الشقوق أو النكات أو النتوءات لضمان نتائج اختبار دقيقة.

معدل التحميل: يمكن أن يؤثر المعدل الذي يتم فيه تطبيق الحمل على نتائج اختبار الشد. على سبيل المثال ، قد يؤدي معدل التحميل السريع إلى نتائج مختلفة عن معدل التحميل البطيء.

درجة الحرارة: يمكن أن تؤثر درجة حرارة العينة أثناء الاختبار على خصائصها الميكانيكية. على سبيل المثال ، قد تكون العينة الساخنة أكثر مرونة من العينة الباردة من نفس المادة.

الرطوبة: يمكن أن تؤثر مستويات الرطوبة العالية على نتائج اختبار الشد ، حيث يمكن للرطوبة اختراق العينة وتغيير خصائصها الميكانيكية.

حالة الجهاز: يمكن أن تؤثر حالة آلة اختبار الشد أيضًا على نتائج اختبار الشد. على سبيل المثال ، قد تؤدي القبضة البالية أو خلايا الحمل إلى نتائج غير دقيقة.

محاذاة العينة: يمكن أن تؤثر محاذاة العينة في قبضة آلة اختبار الشد على نتائج اختبار الشد. يجب محاذاة العينة بشكل صحيح لضمان تطبيق الحمل في الاتجاه الصحيح.

قياس الحمل والإزاحة: دقة قياسات الحمل والإزاحة أمر بالغ الأهمية للحصول على نتائج دقيقة من اختبار الشد. يجب معايرة خلايا الحمل وأجهزة استشعار الإزاحة المستخدمة في آلة اختبار الشد بانتظام لضمان قياسات دقيقة.
6. معايير الاختبار المشتركة لاختبار الشد
يعد اختبار الشد طريقة شائعة لتقييم الخصائص الميكانيكية للمواد ، وهناك العديد من طرق الاختبار القياسية التي تم تطويرها للتأكد من أن نتائج الاختبار دقيقة ومتسقة. فيما يلي بعض المعايير الأكثر استخدامًا لاختبار الشد:
ASTM E8 / E8M: هذه طريقة اختبار قياسية لاختبار شد المواد المعدنية. يغطي إعداد عينات الاختبار ، وإجراءات إجراء الاختبار ، وحساب نتائج الاختبار والإبلاغ عنها.
ISO 6892: هذا معيار دولي لاختبار شد المواد المعدنية. ويغطي إعداد عينات الاختبار ، وإجراءات الاختبار ، وحساب النتائج والإبلاغ عنها.
JIS Z 2241: هذا معيار ياباني لاختبار شد المواد المعدنية. ويغطي إعداد عينات الاختبار ، وإجراءات الاختبار ، وحساب النتائج والإبلاغ عنها.
ASTM D638: هذه طريقة اختبار قياسية لاختبار شد البلاستيك. يغطي إعداد عينات الاختبار ، وإجراءات إجراء الاختبار ، وحساب نتائج الاختبار والإبلاغ عنها.
ASTM D3039: هذه طريقة اختبار قياسية لاختبار شد المواد المركبة ذات مصفوفة البوليمر المقواة بالألياف. يغطي إعداد عينات الاختبار ، وإجراءات إجراء الاختبار ، وحساب نتائج الاختبار والإبلاغ عنها.
ISO 527: هذا معيار دولي لاختبار شد البلاستيك. ويغطي إعداد عينات الاختبار ، وإجراءات الاختبار ، وحساب النتائج والإبلاغ عنها.
ASTM D882: هذه طريقة اختبار قياسية لاختبار شد الأغطية البلاستيكية الرقيقة. يغطي إعداد عينات الاختبار ، وإجراءات إجراء الاختبار ، وحساب نتائج الاختبار والإبلاغ عنها.
توفر هذه المعايير إطارًا موحدًا لإجراء اختبارات الشد وتسمح بمقارنة نتائج الاختبار من المواد المختلفة ومرافق الاختبار. يعد الالتزام بهذه المعايير أمرًا مهمًا لضمان موثوقية نتائج الاختبار ودقتها.

ملخص: أنا أعرف الكثير عن استخدام واستخدام اختبار التوتر. بعد قراءة هذا المقال ، يجب أن يكون لديك فهم وفهم أساسيان! بشكل عام ، آمل أن أساعدك.