آزمون تنسایل یا آزمون کششی

آزمون تنسایل یا آزمون کششی

 ویژگی کشش از مهمترین خواص مکانیکی انواع پلیمر به حساب می آید. بررسی خاصیت مکانیکی از مهمترین قسمت های تولید محصولات پلیمری به شمار می آید تا جایی که بررسی خاصیت مکانیکی قبل از خواص دیگر مانند خواص حرارتی، نوری و رئولوژیکی، امکان مقایسه مواد و کنترل کیفیت آنها در جهت بهبود خواص محصول تولیدی را در اختیار تولید کننده قرار می دهد. این ویژگی ها رفتار پلیمر ها را تحت نیروی کششی نظیر استحکام) (strength،سفتی (stiffness، تردی brittleness)،.(سختی (hardness )وارتجاع پذیری (resilience)را در مقابل تنش نشان میدهد. آزمون کششی یا تنسایل از انواع آزمون مخرب محسوب میشود .که محصول مورد آزمایش تحت نیروی کششی تا نقطه شکست قرار می گیرد و در همین حین ازدیاد طول به صورت همزمان با نیروی بار اعمالی ثبت می شود. نتایج این آزمون به منظور کنترل کیفیت و پیش بینی اینکه یک ماده تحت انواع نیروها چگونه واکنش نشان می دهد به کار می رود

. نتیجه این آزمون به صورت منحنی تنش/ کرنش می باشد ،که مشخص کننده رفتار ماده تحت کشش است. داده های به دست آمده از این آزمون برای تعیین خواص مکانیکی ماده به کار می رود

 . آشنایی با دو مفهوم تنش و کرنش مهندسی :

 تنش مهندسی از تقسیم بار اعمال شده به سطح مقطع عرضی به دست می آید.

  کرنش مهندسی از تقسیم تغییر طول به طول اولیه به دست می آید.

با مشاهده عکس العمل تنش /کرنش مواد مختلف استحکام مواد را مستقل از ابعاد ماده اندازه گیری می کنیم

. در ادامه سعی داریم با مفاهیم پارامترهای خروجی از نمودار تنش /کرنش آشنا شویم : ۱. استحکام کششی : بیشترین نیروی کششی که یک ماده در طول آزمون کشش بدون شکسته شدن میتواند تحمل کند.

 ۲ .کرنش نقطه شکست :کرنش یک ماده تا نقطه شکست برحسب درصد (الاستومرها هنگام کرنش نقطه شکسته بالایی دارند)

۳.مدول یانگ: شیب منحنی تنش/ کرنش در منطقه خطی نمودار( الاستومرها مدول یانگ پایینی دارند. در این منطقه اگر نیروی اعمالی برداشته شود نمونه مورد آزمایش می تواند به حالت اولیه برگردد)

 ۴ .چقرمگی: مساحت زیر نمودار تنش /کرنش است که نشان دهنده مقداری از انرژی است که پس از دریافت آن نمونه دچار شکست میشود .

 ۵ .نقطه تسلیم : نشان دهنده پایان منطقه الاستیک میباشد. در طول این ناحیه ماده به صورت ارتجاعی کشیده می شود .

 آزمایش تنسایل و یا کششی باعث می شود تا اطلاعات بسیار زیادی درباره خواص ماده به دست بیاوریم .در حین آزمایش دقیق و کاملی را به دست خواهیم وقتی به کشیدن محصول تا زمان شکسته شدن آن ادامه دهیم مشخصات کششی نسبتاً آورد. منحنی حاصل از این آزمون نمایانگر واکنش محصول مورد آزمایش در مقابل نیروی اعمال شده می باشد. در این آزمون حداکثر تنش بسیار مهم می باشد و در نمودار معمولاً استحکام نهایی یا UTS خوانده می شود.

در آزمونهای کشش که در اکثر موارد در مراحل اولیه آزمون بین نیروی اعمالی و ازدیاد طول نمونه مورد آزمایش ارتباط خطی می باشد. در این ناحیه، نمودار از رابطه ای به نام قانون هوک پیروی می کند که در آن نسبت تنش به کرنش مقدار ثابت E می باشد . (e/q=(E در این فرمول Eمعرف شیب خط در این ناحیه میباشد.که در آن تنش (e(متناسب با کرنش (q(بوده و مدول الاستیسیته یا مدول یانگ نامیده میشود.

مدول الاستیسیته مقیاسی از سفتی ماده است که فقط در ناحیه خطی منحنی اعمال می گردد .اگر نمونه مورد آزمایش به همان شرایط در این ناحیه خطی تحت فشار و اعمال بار قرار گیرد با برداشتن فشار وارده نمونه مورد آزمایش دقیقاً قبل از اعمال فشار باز خواهد گشت و تغییر شکل دائمی نخواهد داد .

در این نقطه از منحنی که دیگر خطی نیست و از خط مستقیم پیروی نکرده دیگر قانون هوک قابل اجرا نیست و تغییر شکل دائمی در نمونه مورد آزمایش ایجاد می گردد .این نقطه حد الاستیک یا حد تناسب نامیده می شود.

در تست کشش از این نقطه به بعد باهر افزایش یا اعمال نیرو نمونه واکنش پلاستیکی نشان می دهد و اگر در در این زمان فشار و یا بار از روی نمونه برداشته شود ماده به شرایط قبل از اعمال فشار باز نخواهد گشت و تغییر شکل دائمی خواهد داد.

استحکام تسلیم :مقدار تنش وارده که در آن تغییر پلاستیک همزمان که بار اعمال می شود در ماده رخ می دهد استحکام تسلیم خوانده می شود .

 روش افست: روش افست برای تعیین استحکام تسلیم برخی مواد مانند فلزات و پلاستیک ها که در خروج از ناحیه الاستیک به راحتی قابل شناسایی نیستند به کار می رود . این روش ها دراستانداردASTME8 )فلزات)وD632)پلاستیکها) مورد بحث قرار می گیرد افست به صورت درصدی از تغییر طول نشان داده میشود. ضرایب جایگزین :منحنی کشش برخی مواد ناحیه خطی تعریف شده خوبی ندارد .

در این مواد استاندارد ASTM111 روشهای دیگری در تعیین ضریب الاستیسیته ارائه می کند که این ضرائب جایگزین مدول متقاطع و مدول مماس خوانده می شوند.

 کرنش :در هنگام آزمون کششی میزان ازیاد طول آزمون به دست می آید این مقدار میتواند از اندازه گیری مطلق میزان تغییر در طول یا اندازه گیری نسبی تغییر در طول حاصل گردد که کرنش خوانده می شود. کرنش به خودی خود به دو طریق متفاوت بیان می گردد.

کرنش مهندسی، کرنش حقیقی.

کرنش مهندسی رایج ترین و متداول ترین اصطلاح برای کرنش می باشد که از نسبت تغییر طول به طول اولیه حاصل میگردد.

کرنش حقیقی مانند کرنش مهندسی می باشد با این تفاوت که بر اساس طول آنی نمونه مورد آزمایش مشخص می گردد. البته مفاهیم مربوط آزمون تنسایل بسیار گسترده و تخصصی می باشد.

 آنچه ذکر شد صرفا جهت آشنایی جزئی با این مفاهیم می باشد . در مجموعه آزمایشگاههای سنجش گستر صنعت سپاهان آزمایشهای بسیار زیاد و گسترده روی انواع نمونه های تولیدی انجام می گردد از جمله این آزمایش ها آزمایش تنسایل یا آزمون کشش می باشد. کیفیت محصول مورد آزمایش و انواع واکنش نمونه نسبت به محرک های خارجی مورد بررسی قرار می گیرد و دقیق ترین و کاملترین نتایج به دست آمده توسط خبره ترین کارشناسان و مهندسین این مجموعه در اختیار تولیدکنندگان قرار می گیرد تا محصول نهایی بهترین کیفیت و بیشترین بازدهی و کارایی را داشته باش