تنسایل

تنسایل TENSILE

تست کشش یونیورسال

 

خلاصه از آزمون کشش و فشار:

خواص مکانیکی

مهمترین عامل مورد نظر مهندسان در انتخاب مواد، کسب اطمینان از تطبیق ویژگی‌هاي ماده با شرایط پیشبینی شده براي کار است. نخست نیازمندي‌هاي هر قطعه تخمین زده یا تعیین می‌شوند. این نیازمندي‌ها شامل خواص مکانیکی و فیزیکی است که خواص مکانیکی بیانگر چگونگی واکنش ماده در مقابل نیروهاي وارد شده بر آن هستند. خواص مکانیکی به ساختار مولکولی و پیوندهای مواد بستگی دارد. برخی از خواص مکانیکی عبارتند از: استحکام، الاسیستیه، پلاسیسیته، سختی، چقرمگی، خستگی و غیره که این خواص معیار استحکام و مقاومت مواد تحت بار به شمار می‌روند به همین دلیل خواص مکانیکی در طراحی از اهمیت بسزایی برخوردارند.

 بدون دانش کافی از فرآيند و خواص مواد، پیشگیری از عیوب و بهینه‌سازی فرآيندها بسیار دشوار خواهد بود. براي تعیین خواص مکانیکی و رفتار مواد در برابر نیروهاي مختلف، نیاز به انجام آزمایش‌هاي مکانیکی مختلفی می‌باشد. اغلب این آزمایش‌ها بصورت استاندارد در آمده‌اند. آزمون کشش يکی از آزمون‌های شناسايی خواص مکانیکی و نتایج حاصل از آن برای کنترل کیفیت ماده و پیش بینی اینکه ماده تحت انواع نیرو چه واکنشی نشان می‌دهد به کار می رود. تست کشش نیروی مورد نیاز برای شکستن نمونه و میزان کشش نمونه یا کشیده شدن آن تا نقطه شکست را اندازه گیری می‌کند.

آزمون کشش

به کمک نتایج حاصل از آزمون کشش (Tensile Test) علاوه بر بدست آوردن محدوده الاستیک و پلاستیک ماده مشخصاتی مثل تنش تسلیم، استحکام کششی، ازیاد طول، پدیده نقطه تسلیم، سختی، پدیده گلوئی شدن، کرنش سختی، نحوه شکست و اثر نرخ کرنش بر خواص کششی مواد، مورد بررسی قرار می‌گیرد. این پارامترهای مهم، به دست آمده از تست کشش استاندارد برای انتخاب مواد مهندسی برای هر برنامه کاربردی مورد نیاز مفید است.

آزمون فشار

 گرچه خواص مکانیکی مواد معمولاً با آزمایش کشش تعیین می‌گردد. اما رفتار فشاري آنها نیز در فرآیندهاي مختلف شکل‌دهی نظیر نورد، آهنگري و غیره اهمیت دارد. براي پی بردن به این رفتار از آزمایش فشار استفاده می‌شود. در فشار مانند کشش یک منطقه الاستیکی وجود دارد که در انتهای آن، حد تناسبی و نقطه تسلیم قرار دارد. این دو نقطه مقادیری تقریبا مشابه یا حالت آزمایش کشش دارند. تست فشار معمولا به وسیله فشردن یک نمونه استوانه ای صلب بین دو صفحه هموار انجام می‌گیرد. دستگاه‌های تست کشش در دو نوع، ساده فقط برای تست کشش و نوع یونیورسال برای انجام تست کشش، فشار و هم چنین خمش استفاده می‌شوند.

تنش کرنش

آزمایش کشش جزئیاتی از خواص مکانیکی کششی یک ماده را ارائه می‌دهد. این خصوصیات را می‌توان در نمودار به عنوان یک منحنی تنش / کرنش رسم کرد. تنش (Stress) و کرنش (Strain) دو مفهوم مکانیکی و بیانگر عملکرد نمونه است در قطعاتی که تحت تاثیر نیروهاي داخلی و یا خارجی قرار دارند بوجود می‌آیند. ماده­‌اي که در یک سازه یا قطعه، تحت تأثیر نیروي خارجی بکار می‌رود، تغییر شکل می‌دهد (کرنش پیدا می‌کند) و نیروهاي عکس العمل داخلی (تنش) در تمام ماده منتقل می‌شوند. تنش و کرنش ماهیت الاستیکی و یا پلاستیکی دارند. منحنی تنش کرنش به دو صورت ارائه می‌شود :

تنش کرنش واقعی : منحنی بر مبنای مقدار سطح مقطع واقعی نمونه است و برحسب مقادیر لحظه‌‌ای نمونه در هر نقطه در طی آزمون محاسبه می‌شود. در منحنی تنش -کرنش حقیقی، همواره تنش در اثر کرنش، سیر صعودي دارد تا اینکه نمونه دچار شکست  شود.

تنش کرنش مهندسی: منحنی بر مبنای ابعاد اولیه نمونه است در حالی که این ابعاد حین آزمایش دائما تغییر می‌کنند. در ابتدا منحنی بصورت خطی بالا می‌رود و اگر نیرو برداشته شود نمونه دوباره به حالت اولیه خود بر می‌گردد به این قسمت از نمودار، منطقه الاستیک یا کشسان خطی می‌گویند. شیب منحنی تنش کرنش در منطقه الاستیکی، مدول الاستیسیته یا مدول یانگ نامیده می‌شود.

 نیرو F به وسیله ماشین کشش وارد شده و اندازه‌گیري می‌شود. هم زمان با این عمل، تغییر طول (ΔL) نیروي یا کرنش در طول معینی از نمونه (طول سنجه) مشخص می‌شود. از آنجا که مقدار بار با اندازه نمونه، و تغییر طول با طول آن تغییر می‌کند، حذف اثرات ناشی از اندازه نمونه در صورتیکه بخواهیم اطلاعاتی مربوط به ماده مورد نظر (و نه یک نمونه مشخص) داشته باشیم، مهم به نظر می‌رسد. اگر نیروي اعمال شده بر سطح مقطع اولیه و تغییر طول به طول سنجه اولیه نمونه تقسیم شود، اثرات ناشی از اندازه نمونه حذف می‌شود. نتیجه این امر نموداري است که منحنی تنش – کرنش مهندسی خوانده می‌شود.

 

 

منحنی تنش کرنش حقیقی و مهندسی

 

دادهای خروجی دستگاه تست کشش به صورت خام است این داده‌ها بصورت کلی شامل تغییرات نیروی محوری، تغییر طول قسمتی از نمونه که بین فک‌های اکستنسومترهای ماکرو قرار دارد، فاصله فک بالا و فک پایین دستگاه و زمان می‌باشد. منحنی تنش و کرنش مهندسی با استفاده از داده‌های به دست آمده از تست کشش (نیرو-تغییر طول) و روابط زیر رسم می‌شود.

 

 

 

تنش،  سطح مقطع اولیه، F نیرو،  کرنش، تغییر طول،   طول اولیه، E مدول الاستیسیته

    نتایجی که از آزمایش کشش بدست می‌آیند:

  • تنش تسلیم: تنشی که در آن تغییر فرم پلاستیک یا تسلیم شدن اتفاق می‌افتد.
  • استحکام کششی یا نهائی (UTS): این پارامتر درحداکثر مقدار منحنی تنش-کرنش مهندسی بوجود می‌آید که حاصل تقسیم بار ماكزيمم به سطح مقطع اولیه می‌باشد. استحکام کشش به میزان بار یا استرس اشاره دارد که یک ماده می‌تواند تا زمان کشش و شکستن آن را تحمل کند. همانطور که از نام آن پیداست ، مقاومت کششی مقاومت مواد در برابر کشش ناشی از بارهای مکانیکی اعمال شده بر روی آن است.
  • ميزان قابليت تغيير فرم پلاستيك يا داكتيليتي (Ductility): براي تعیین داکتیلیتی، از دو پارامتر کرنش شکست یا درصد افزایش طول و کاهش سطح مقطع استفاده می‌کنند. داكتيليتي معمولاً تغيير طول است كه كرنش شكست يا درصد افزايش طول و كاهش سطح مقطع تعريف مي‌شود.
  • مدول الاستیسیته: شیب بخش خطی منحنی تنش-کرنش و معیارسفتی ماده است.
  • چقرمگي (Toughness) : برابر با سطح زير منحني تنش- كرنش و نمایانگر مقدار کار لازم براي گسستن نمونه آزمایش است.
 
تنسایل تک ستونه

 دستگاه تست کشش یونیورسال از سه قسمت اصلی تشکیل شده است. قسمت اول محل و نگهداری نمونه که شامل میز، گیره نگهداری نمونه، دو فک (فک پایین ثابت و فک بالا متحرک و یا بر عکس)، فیکسچر و بازوی صلیبی دستگاه است. قسمت دوم مکانیزم برای اعمال نیرو به نمونه آزمایش و تغییر نیرو که شامل قسمت سروو موتور (در انواع سروو الکتریکال) جک هیدولیک و پمپ (در انوع هیدرولیک و دستگاه‌های با ظرفیت بالا)، قاب بارگذاری، بال اسکرو و میله‌های راهنمای حرکت می‌باشد. قسمت سوم سیستم برای اندازه‌گیری دقیق نیروی وارد شده که شامل نیرو سنج (لودسل)، طول سنج (خط‌کش یا اینکودر)، مبدل آنالوگ به دیجیتال، میکرو کنترلر، نمایشگر و چاپگر تشکیل شده است.

برای شروع آزمایش ابتدا تنظیمات اولیه توسط نرم‌افزار به ماشین داده می‌شود. این تنظیمات شامل تنظیم سرعت انجام تست، قطر نمونه، طول گیج ، میزان نیروی اولیه، حدکثر نیروی مجاز اعمالی، نوع اکستنسومتر مورد استفاده و موقعیت جدا شدن اکستنسومتر قبل از شکست (در نوع دارای اکستنسومتر) می‌باشد. به طور خلاصه تنظیمات مربوط به نوع و شرایط تست، دستگاه و نمونه مورد آزمایش می‌باشد.

  • ابتدا نمونه را در بین فک‌ها قرار داده و ثابت می‌کنیم، و در صورت مجهز بودن دستگاه به اکستنسومتر فک‌های آن در محل مشخص روی نمونه قرار می‌گیرند از اکستنسومتر خارجی متصل به دستگاه براي اندازه‌گیري بهتر تغییر طول استفاده می‌شود. با تنظیمات صورت گرفته بر روي سیستم متصل به دستگاه تست کشش آغاز می‌شود. در شروع تست دهانه اکستنسومترها از هم باز می‌باشد. فک بالا شروع به حرکت می کند تا نمونه بین فک‌ها با نیروی مناسبی ثابت شود. این بارگذاری اولیه به این علت انجام می‌شود. تا نمونه در شروع تست ثابت باشد و دچار لقی و جابجایی نشود و آزمایش با کمترین خطای ممکن انجام پذیرد. هنگامی که بار گذاری اولیه انجام شد دهانه اکستنسومترها بسته و آزمایش شروع می‌شود.
دستگاه تنسایل تک ستونه شرکت ADO مطابق استانداردهای زیر طراحی و ساخته شده است:

 

ISO 527-1: استاندارد آزمون تعیین خواص کششی پلاستیک‌ها

ASTM D638: استاندارد برای تعیین خصوصیات کششی پلاستیک و کامپوزیت‌های پلاستیکی تحت شرایط تعریف شده در قالب نمونه تست

ISO 6259-1,2,3: استاندارد برای تعیین خصوصیات کششی لوله‌های ترموپلاستیک

ISO6892-1,2,3: استاندارد آزمون کشش مواد فلزی (روش آزمون در دمای اتاق، دمای بالا و دمای پایین)

ISO7500-1: استاندارد آزمون مواد فلزی–کالیبراسیون و تصدیق ماشین‌های آزمون کشش و فشار تک محوری ایستا

ISIRI10272-1,2,3: استاندارد آزمون کشش مواد فلزی (روش آزمون در دمای اتاق، دمای بالا و دمای پایین)

ISIRI8768-1: استاندارد آزمون مواد فلزی–کالیبراسیون و تصدیق ماشین‌های آزمون کشش و فشار تک محوری ایستا

ISIRI 6621-1: استاندارد آزمون تعیین خواص کششی پلاستیک‌ها

ISIRI 1147-1,2: استاندارد آزمون تعیین خصوصیات کششی پارچه

ISIRI 13202: استاندارد آزمون تعیین مقاومت کششی کاغذ و مقوا

ISIRI 14332: استاندارد آزمون تعیین مقاومت کششی چسب‌ها

تنسایل دوستونه

دستگاه تنسایل دو ستونه با قابلیت پیاده‌سازی آزمون‌های کشش (Tensile Test)، فشار (Compressive Test)، انعطاف پذیری/خمش (Flexure/Bending Test) جهت تست¬های پلیمری، سلولزی، منسوجات، کارتن، کاغذ، سیم، کابل و همچنین افزایش طول در نقطه تسلیم و پارگی استفاده می¬شود.

نمونه بین فک ها براي سوار شدن روي دستگاه در فیکسچرهاي دمبلی شکل بالایی و پائینی بصورت کشوئی در داخل دستگاه قرار می گیرند. سپس این فیکسچرها داخل دستگاه قرار گرفته و ثابت می شوند. براي اندازه گیري بهتر تغییر طول این نمونه ها نسبت به مقادیر مشابه اندازه گیري شده توسط دستگاه تست کشش از دو اکستنسومتر خارجی در حین انجام آزمایش به دستگاه متصل می شوند، استفاده می شود. فاصله بین این دو اکستنسومتر خارجی طول سنجه بعد از نصب بر روي دستگاه تست کشش براي نمونه جوش 50و براي بقیه نمونه ها30میلی متر میباشد. حوه قرار گرفتن اکستنسومترها بر روي دستگاه تست کشش در شکل نشان داده شده است. با تنظیمات صورت گرفت بر روي سیستم متصل به دستگاه تست کشش آغاز می شود.
میزان حرکت قسمت متحرك دستگاه بصورت استاندارد و برابر 0.1میلیمتر بر ثانیه براي تمام نمونه هادر نظر گرفته شد. به علت حساسیت زیاد اکستنسومترها و براي اینکه در هنگام شکست نمونه که بصورت ناگهانی صورت میگیرد، ابزار اندازهگیري آسیب نبیند، دستگاه طوري تنظیم شد که در مدتی تعیین شده و قبل از شکست این وسائل از روي نمونه جدا شوند و از آن به بعد از اطلاعاتحرکت فک هددستگاه استفاده شود .در ابتدا نمونه به یک اندازه تغییر قطر میدهد اما همانطور که پیشبینی شده بود در محلی بین اکستنسومترها قسمتی از نمونه داراي تغییر قطر بیشتري شده و اصطلاحا ًوارد ناحیه گلوئی شدن میشود. با افزایش نرخ کرنش در ناحیه گلوئیشده، پس از مدتی نمونه از همان ناحیه دچار شکست خواهد شد. در طول آزمایش نیروي محوري توسط سنسورهاي که براي سنجش نیروکارگذاري شده اندخوانده می شوندو تغییرمکان محوري هد متحرك دستگاه و تغییر طول نمونه توسط اکستنسومتر ثبت می شود. این داده هاي خام به کامپیوتر فرستاده می شوند و کامپیوتر به کمک نرم افزار اختصاصی Test Xpert ،داده ها را تجزیه و تحلیل می نماید و خروجی را براي چاپ به چاپگر می فرستد.

دستگاه تنسایل تک ستونه شرکت ADO مطابق استانداردهای زیر طراحی و ساخته شده است:

 

در ظرفیتهای مختلف از 10 کیلو گرم مخصوص محصولات سلولزی تا 2000 کیلو گرم برای تستهای پلیمری و غیره ( قابل اتصال چند لودسل با ظرفیتهای متفاوت)

* با دامنه جابجایی مفید 1100 میلیمتر

* سیستم حرکتی AC servo motor با دقت بالا و سرعت یکنواخت از 5/0 تا 500 میلیمتر بر دقیقه

* قابلیت تعریف واحد اندازه گیری نیرو بر حسب kgf, gf , N

* استفاده از سیستم کنترل PLC و نشانگر HMI لمسی صنعتی به دلیل استحکام بالا و خرابی بسیار کم نسبت به سیستمهای میکرو کنترلی یا کامپیوتری با قابلیت ارایه حداکثر نیرو بر حسب نیوتن و یا کیلوگرم،جابجایی برحسب میلیمتر محاسبه تنش و کرنش و بسیاری پارامترهای دیگر مهندسی مواد (و همچنین ارایه نرم افزار کامپیوتری در صورت درخواست مشتری بدون هیچ گونه خطایی در ارتباط با کامپیوتر)

* ذخیره تستها تا هزار تست و قابل انتقال به کامپیوتر و ارایه در نرم افزار Exel

* رزولوشن 200000 نقطه برای نیرو(دقت 20 گرم برای دستگاه 2 تن)

* استفاده از قطعات مرغوب و با کیفیت و موجود در بازار

* کیبورد پرتابل برای حرکت دستگاه و باز و بسته کردن فکها در صورت انتخاب فک پنوماتیک

* قابلیت نصب انواع فک و فیکسچر بر روی دستگاه جهت تست های کشش ، فشار ، خمش ، و تستهای تخصصی از جمله آزمونهای پلیمری نظیر انواع لوله ، قطعات خودرویی ، فلزی ، چسب ، وو غیره مطابق با استانداردهای مربوطه

* استفاده از بال اسکرو و سیستم ریل و واگن Linear Guideway برای حرکت فک برای بدست آوردن حداکثر راندمان و بالاترین دقت

* ظاهر زیبا و قابل رقابت با نمونه های اروپایی از نظر کاور و استفاده از ماشین الات به روز جهت ساخت

تنسایل هیدرولیک

دستگاه تست یونیورسال هیدرولیک برای اندازه‌گیری خواص مکانیکی مانند قدرت عملکرد و استحکام کششی مواد فلزی استفاده می‌شود. در این دستگاه به سرعت می‌توان کاربری را بین تست تنش و فشرده سازی تغییر داد. دستگاه تست یونیورسال هیدرولیک برای تست فشرده سازی، توان هیدرولیک روغن را به کار می‌گیرد تا پیستون را در سیلندر روغن فشار دهد بدین طریق نیروی بارگیری را تأمین می‌کند. بنابراین برای تست به مواد مختلف فلزی و غیر فلزی با سختی و چقرمگی بالا مناسب می‌باشد. با استفاده از مبدل فشار روغن و رمزگذار فتوالکتریک، کامپیوتر به موقع اقدام به بررسی پارامترهای تست مانند بارگیری نیرو، حرکت و غیره می‌کند.

 از لوازم جانبی که به دستگاه متصل شده می‌توان برای دستیابی به انواع مختلفی از عملکردهای مکانیکی استفاده کرد. حداکثر امنیت روی دستگاه هیدرولیک با ظرفیت بالا با استفاده از محدود کردن سوئیچ، پیستون و همچنین شیرهای ایمنی حفظ می‌شود. واحد برق هیدرولیک بی صدا کار می‌کند. فاصله بین فک را می‌توان با سیستم تنظیم دستی موتور تنظیم کرد. با استفاده از فک‌های هیدرولیک جلو  دستگاه، کاربر می‌تواند نمونه را به راحتی بارگذاری کند. اندازه‌گیری کرنش توسط مبدل جابجایی الکترونیکی ساخته شده در دستگاه انجام می‌شود در صورت لزوم استفاده از اکستنسومتر بیرونی خارجی، می‌تواند برای اندازه گیری کرنش نیز مورد استفاده قرار گیرد. تست‌ها می توانند بصورت خودکار توسط واحد کنترل دیجیتال یا رایانه انجام شوند.

برای تست های کششی از از فک‌های مکانیکی، پنوماتیک و هیدرولیک استفاده می‌شود. به طور معمول این تست‌ها روی عناصر مانند پیچ، جوشکاری، الاستومر، چسب، میلگرد و غیره انجام می‌شود.

از صفحات فشرده سازی برای این تست‌ها استفاده می‌شود. اگر صفحات فشرده سازی به یکدیگر متصل شوند، باید مفصل را در یک موقعیت قفل کنید تا نمونه نتواند در حین حرکت از صفحه خارج شود. عناصر آزمایش شده معمولاً فنرها، الاستومرها، عناصر لاستیکی و غیره هستند. اگر هدف از آزمایش فشرده سازی بررسی رفتار فنرها باشد صفحات فشرده سازی باید دارای سیستم محدودیت باشند.

دستگاه یونیورسال هیدرولیک مناسب براي تست فلزات، میلگرد، کامپوزیت مهندسی، چوب، سیمان، بتن، پيچ و مهره و سایر موادی که نیاز به ماشین‌های تست هیدرولیک قوی دارند.

دستگاه تنسایل تک ستونه شرکت ADO مطابق استانداردهای زیر طراحی و ساخته شده است:

 

  • در ظرفیت بارهای مختلف تا 2000 کیلونیوتن
  • استفاده از لودسل به جای سنسور فشار و در نتیجه خطی بودن و دقت بالای نیرو و نبود ایرادات معمول در سیستم های هیدرولیک با سنسور فشار
  • اندازه گیری نیرو با لود سل و گیربکس هیدرولیکی بنابراین دقت بالاتر، انعطاف پذیری بیشتر و هزینه تعمیر و نگهداری کمتری دارند
  • امکان اتصال لودسل ها مختلف متناسب با حداکثر ظرفیت دستگاه، از 100 نیوتن (1 کیلوگرم) تا حداکثر ظرفیت (جهت بالا بردن دامنه دقت برای ظرفیت های مختلف)
  • عملگرهای ایمن با استفاده از محافظت اضافه بار
  • عملکر کاملا اتوماتیک و کنترل شده توسط کامپیوتر
  • طراحی خاص دستگاه با افزایش بهره وری، افزایش ایمنی و کاهش کار اپراتور
  • فشار روغن تا 253 بار با مخزن 40 لیتری، شیرهای ایمنی و گیج فشار روغن
  • قابلیت اتصال رنج وسیعی از فک­ها برای تست مواد مختلف و اکستنسومتر با تنظیم فاصله بین فک ها
  • گیره های اتوماتیک هیدرولیک روغن
  • Adopt oil-hydraulic automatic clamps which can be operated from separate control box
  • موقعیت یابی اتوماتیک
  • کيفيت بالا، قطعات استاندارد و قيمت بسيار مناسب
  • نرم افزار کامپیوتری کارآمد دارای ورودی جهت مشخصات نمونه و تعریف سرعت تست، ارایه نتایج به صورت عدد خام و محاسبه تنش، کرنش، نقطه تسلیم، مدول الاستیسیته و پارامترهای دیگر مهندسی و رسم گراف بر حسب پارامترهای متنوع
  • تعمییرات و سرویس سریع و بی دردسر به خاطر استفاده از قطعات استاندارد و موجود در بازار ایران
  • قابلیت تنظیم سرعت از طریق نرم افزار
  • فک

دیدگاهتان را بنویسید

نشانی ایمیل شما منتشر نخواهد شد. بخش‌های موردنیاز علامت‌گذاری شده‌اند *