آزمون ضربه پاندولی

آزمون ضربه پاندولی

مقاومت در برابر ضربه از مهمترین خواص مکانیکی فلزات ،کامپوزیت ها و پلیمر ها و غیره ….می باشد. مقاومت تاثیر بسیار مهمی در طراحی و استفاده از مواد اولیه برای تولید کنندگان و سازندگان صنایع مختلف دارد.

آزمون ضربه پاندولی جزو آزمون‌های مخرب به شمار می آید. این آزمون تفاوت هایی را بین  مواد مشخص می کند، که در آزمون کشش قابل بررسی و مشاهده نمی باشد. هدف از انجام این آزمون شبیه سازی شرایطی است که در آن محصول دچار شکستگی می گردد، تا با به دست آوردن اطلاعات دقیق از رفتار ماده بتوان از آن جلوگیری به عمل آورد و اثرات تخریبی آنرا کاهش داد .آزمون پاندولی در دماهای متفاوت انجام می گردد تا تاثیرات دما بر انرژی مشخص گردد.

مجموعه سنجش گستر صنعت سپاهان ،از مجموعه آزمایشگاههایی می باشد ،که انواع آزمونهای مختلف با استفاده از نیروهای زبده در آن انجام گرفته نتایج دقیق و موشکافانه آن در اختیار تولید کنندگان عزیز  قرار می گیرد.

بر اساس استانداردهای تدوین شده در آزمون پاندولی، پاندول با انرژی مشخص رها می شود. پاندول به نمونه ضربه زده باعث شکستن نمونه مورد آزمایش میگردد. پس از شکستن نمونه پاندول با زاویه مشخص نسبت صفر بالا میرود.این اختلاف ارتفاع کمیت اصلی است که در آزمون ضربه پاندولی اندازه گیری می شود. به عبارت دیگر این ارتفاع همان انرژی جذب شده بر اثر شکست می باشد که معمولاً بر حسب ژول محاسبه شده و ثبت می گردد.

در این آزمون نمونه مورد آزمایش به صورت عمودی در گیره نگهدارنده آزمون ثابت می گردد و به وسیله پاندول با یک ضربه شکسته می شود .شکل نمونه مورد آزمایش می تواند متفاوت باشد .میتوان برای تهیه آزمونه از روش‌های اکستروژن، تزریق و قالب گیری فشاری استفاده کرد .همچنین برای آزمون پاندولی در ورق های پلیمری می توان نمونه را از ورق برش داد و شکاف نوع A در آن ایجاد کرد .نمونه مورد آزمایش باید دارای سطحی موازی و عمود باشد و نباید هیچگونه خمیدگی و یا پیچ و تاب داشته باشد. همچنین باید عاری از شکاف، برجستگی و فرورفتگی باشد .بدیهی است چنانچه آزمونه شرایط فوق را نداشته باشد، مردود شناخته می شود و باید اصلاح گردیده و از آزمونه ای مطابق با استاندارد تعریف شده استفاده گردد.

روش مرجع انجام این آزمایش بدین صورت می باشد که آزمونه ای  میله ای شکل به صورت افقی بر روی تکیه گاهی که از دو طرف انتهای آزمونه قرار گرفته و آن را ثابت کرده است استفاده مبشود. این آزمون به وسیله یک ضربه که در ناحیه میانی تکیه گاه ها با سرعت زیاد وارد می شود خم می گردد و یا دچار شکستگی می شود .در هنگام وارد کردن ضربه نیروی ضربه ثبت می شود. برحسب روش مورد استفاده انحراف به وجود آمده می تواند به صورت مستقیم با استفاده از از تجهیزات مناسب اندازه گیری شود و یا اینکه با استفاده از وسیله اعمال انرژی که ضربه بدون اصطحکاک ایجاد می کند از روی سرعت اولیه و نیرو به عنوان تابعی از زمان توسط محاسبه انتگرال دوم محاسبه گردد .

نوع رفتار انحراف آزمونه متواند به شرح زیر باشد: عدم شکست، شکسته جزئی، خرد شده ،چقرمه ،شکننده.

یکی از نتایج مهم این آزمون دمای تبدیل نرمی به تردی می باشد. همچنین با استفاده از نمونه های فاق دار شرایط تنش سه بعدی در نمونه ایجاد میگردد و باعث می گردد قابلیت تغییر شکل پلاستیک در نمونه محدود گردد .مقدار انرژی به دست آمده در این آزمون معیاری از چقرمگی مواد خواهد بود.

بهتر است به صورت اجمالی با مفهوم تبدیل نرمی به تردی و چقرمگی آشنا شوید شویم.

دمای نرمی به تردی دمای است که، در دمای پایین تر از این دما ماده در برابر شکستن رفتار تردی از خود نشان می دهد  و در دمای بالاتر از آن ماده رفتار نرمی از خود نشان می دهد.

تعریف چقرمگی یا سختی: چقرمگی از ویژگی‌های اساسی مواد است که به این صورت تعریف می گردد، توانایی یک ماده در جذب انرژی و مقاومت در برابر ضربه تا زمان شکستگی. به عبارت دیگر چقرمگی مقداری از انرژی است که یک ماده قبل از شکسته شدن جذب می کند که به صورت واحدی از حجم نشان داده می شود .انرژی وارده برای اندازه گیری چقرمگی معمولاً به صورت ضربه ناگهانی وارد می گردد. باید توجه داشت بین مقاومت در برابر ضربه و مقاومت در برابر شکست تفاوت وجود دارد و میزان کرنش در این مورد متفاوت می باشد.

تست آزمون پاندولی معمولاً به دو روش انجام می گردد. روش شارپی. روش آیزود.

در روش شارپی نمونه مورد آزمایش به صورت یک تیر با یک تکیه گاه ساده تنظیم می گردد و ضربه پاندول در میان دهانه تیر ،در پشت محل شیار وارد می گردد. سرعت پاندول در روش شارپی ۳۲۰ ژول می باشد که به صورت قابل ملاحظه‌ای بیشتر از سرعت آونگ در روش آیزود می باشد. از آزمون شارپی برای بررسی خواص ضربه ای در دمایی به غیر از دمای محیط نیز می توان استفاده کرد. همچنین از این تست برای به دست آوردن سطح شکست نیز استفاده می شود.در این روش حالت‌های مختلف شکست نظیر شکست رشته ای، دانه ای و یا مخلوطی از هر دو به راحتی قابل تشخیص هستند.

تست پاندولی آیزود :تست آیزود از یک آونگ سنگین با جرم۲۷/۲۴ کیلوگرم( ۶۰ پوند) که از ارتفاع۰/۶۱ متری (۲فوت) حرکت می کند استفاده می شود. پاندول در این روش در پایین ترین نقطه حرکت خود به نمونه مورد آزمایش( نمونه شیار دار) که محکم با گیره ثابت شده است برخورد می کند. بخشی از نیروی ضربه وارد شده باعث شکستن آزمونه می گردد و باقی مانده نیرو باعث بالا رفتن پاندول میگردد. بالاترین ارتفاع آونگ پس از برخورد یادداشت می گردد. انرژی مصرف شده توسط شاخص متحرکی که همراه با پاندول در حال حرکت است و بر روی صفحه مدرج حرکت می کند، قابل خواندن است. این شاخص در بالاترین ارتفاع آونگ متوقف میشود. نتیجه این آزمایش به صورت انرژی جذب شده در واحد سطح ثبت می گردد. که متداول ترین واحد آن ژول بر متر مربع است.

کاربردهای تست پاندولی به شرح زیر می باشد:

۱. بررسی اثر دما در مقاومت ضربه.

۲ .تعیین چقرمگی.

۳ .تعیین مقاومت ماده در برابر ضربه.

۴ .ارزیابی خصوصیات سطح شکست .

۵. تعیین دمای نرمی به تردی.

۶ .بررسی و طبقه بندی رفتار شکست ترد و نرم.

۷. به دست آوردن معیاری برای انتخاب صحیح مواد درشرایط دارای تنش.

۸. بررسی میزان حساسیت ماده به شکاف یافاق.

یکی از بهترین و با سابقه ترین مجموعه آزمایشگاه ها در زمینه انجام آزمونهای متفاوت و مختلف، در بررسی رفتار مواد مختلف صنعتی، مجموعه سنجش گستر صنعت سپاهان می باشد. در این مجموعه با هدف بالا بردن سطح کیفی تولیدات صنعتی همواره سعی و تلاش متخصصین و اساتید این مجموعه انجام دقیق آزمون های مختلف و به دست آوردن نتایج موشکافانه برای بالا بردن کیفیت محصولات تولیدی بوده است. در این مجموعه با استفاده از بهترین و مدرن ترین تجهیزات آزمون های متفاوت من جمله آزمون ضربه پاندولی انجام شده و نتایج آن در اختیار تولید کنندگان محترم قرار می گیرد.