سبد خرید 0
تست کشش:
آزمایش کشش یک روش مهندسی استاندارد مهم است که برای مشخص کردن برخی از متغیرهای الاستیک و پلاستیک مرتبط با رفتار مکانیکی مواد مفید است. به طور کلی، آزمایش کشش یک تکنیک اساسی و پرکاربرد برای ارزیابی خواص مکانیکی مواد و محصولات است که اطلاعات ارزشمندی را در اختیار مهندسان، محققان و تولیدکنندگان قرار می دهد تا عملکرد، قابلیت اطمینان و ایمنی مواد و محصولات را بهبود بخشند.
در آزمون کشش یک نمونه پلیمری بین دو گیره ( grip) محکم نگه داشته می شود. نمونه های آزمون کشش معمولاً به شکل دمبل هستند تا از تأثیر گیره نگه دارنده بر روی نمونه جلوگیری شود. توسط یک گیره، یک سر نمونه ثابت نگه داشته می شود که تکان نخورد و سر دیگر آن با حرکت گیره، کشیده میشود. در طی آزمون تغییرات طول و نیروی لازم جهت کشیدن را از زمانی که نیروی کشش اعمال می شود تا زمانی که ماده شروع به کشیده شدن میکند و در نهایت پارگی رخ می دهد، محاسبه می کنند.
آزمایش کشش جزئیات خواص مکانیکی کششی یک ماده را ارائه می دهد. نتیجه این تست، نمودار تنش بر حسب کرنش است که رابطه بین تنش اعمال شده و کرنش حاصل از ماده پلیمری را نشان می دهد. منحنی معمولاً شامل چندین نقطه کلیدی از جمله مدول الاستیک، استحکام تسلیم، استحکام کششی نهایی و ازدیاد طول در هنگام شکست است. این پارامترها اطلاعات مهمی در مورد خواص مکانیکی مواد پلیمری از جمله سفتی، استحکام، شکل پذیری و چقرمگی آن ارائه می دهند.
آزمایش کشش کامپوزیت ها عموماً به صورت آزمایش کشش پایه یا تست کشش نمونه مطابق با استانداردهایی مانند ISO 527-4، ISO 527-5، ASTM D 638، ASTM D 3039 و ASTM C 297 است.
تغییر شکل الاستیک : وقتی تنش اعمال شده به پلاستیک در تست کشش حذف شود، ماده به ابعاد و حالت اولیه خود برگردد. در واقع تغییر شکل اعمال شده موقتی است و با حذف تنش از بین می رود.
تغییر شکل پلاستیک : در این نوع تغییر شکل، با حذف تنش اعمالی، ابعاد مواد به حالت اولیه خود برنمی گردد و تغییر شکل و حالت ایجاد شده برگشت ناپذیر است.
انواع استحکام کششی:
به طور کلی استحکام کششی پلیمرها و پلاستیک ها بر سه نوع طبقه بندی می شود :
- استحکام کششی در نقطه تسلیم (Yield strength) : تنشی است که پلیمر می تواند بدون تغییر شکل دائمی آن را تحمل کند و در تست کشش انجام شده در دستگاه کشش قابل اندازه گیری است.
- استحکام کششی در نقطه شکست (Breaking or fail): استحکام در نقطه ای که پلیمر در آن دچار شکست می شود.
- استحکام نهایی (Ultimate): حداکثر تنشی است که پلیمر یا ماده می تواند تحمل کند.
همه این پارامترهای تست کشش را می توان در نمودار تنش کرنش تست استحکام کششی در دستگاه کشش محاسبه و اندازه گیری کرد.
در واقع در اثر کشش، مواد پلیمری ابتدا به صورت الاستیک تغییر شکل می دهند (وقتی تنش حذف شود به حالت اولیه برمیگردند) سپس با اعمال تنش بیشتر دچار تغییر شکل پلاستیک می شوند و در نهایت دچار شکست می شوند.
آزمایش کشش کاربردهای مختلفی دارد، از جمله:
- انتخاب مواد مناسب برای تولید محصول
- پیش بینی چگونگی عملکرد یک ماده تحت نیروهای مختلف
- تعیین ویژگی های یک ثبت اختراع پیشنهادی
- مقایسه داده های فنی برای گزینه های مختلف مواد اولیه
آشنایی با دو مفهوم تنش و کرنش مهندسی:
پیش از این اشاره شد که آزمون کشش برای مقایسه نمونه های مختلف کاربرد ویژه ای دارد. به منظور مقایسه استحکام مواد، دو مفهوم تنش و کرنش مستقل از ابعاد مواد تعریف شده است. تنش مهندسی از تقسیم بار اعمال شده به سطح مقطع عرضی (معادله 1) و کرنش مهندسی از تقسیم میزان تغییر طول به طول اولیه (معادله 2) به دست می آید. معمولاً تنش مهندسی را با نماد σ و کرنش را با نماد ɛ نمایش می دهند.
(1) σ (stress) = F/A
(2) ε (strain) = ΔL/L0; ΔL = L-L0
داده‌های بدست آمده در این آزمون برای تعیین خواص مکانیکی ماده استفاده میشود و کمیت‌های زیر بدست می‌آیند:
تنش تسلیم: تنشی که در آن تغییر فرم پلاستیک یا تسلیم شدن اتفاق می‌افتد.
استحکام کششی یا استحکام نهایی کشش :(UTS) ماکزیمم تنش کششی است که نمونه تحمل میکند و بصورت نسبت نیروی (بار) ماکزیمم به سطح مقطع اولیه نمونه تعریف میشود.
ازدیاد طول در نقطه شکست یا elongation-at-break: افزایش طول یک ماده تا نقطه شکست را برحسب درصد بیان می کند. الاستومرها افزایش طول در نقطه شکست بالایی دارند.
مدول الاستیک یا مدول یانگ: شیب بخش خطی منحنی تنش-کرنش مدول الاستیسیته می‌باشد. این پارامتر معیاری برای سفتی ماده است که همان مقاومت در برابر تغییر فرم می‌باشد. مواد صلب عموماً دارای مدول یانگ بالایی هستند. درحالی که الاستومرها مدول یانگ پایینی دارند. در این منطقه در صورتی که نیروی اعمالی برداشته شود، نمونه می تواند به حالت اولیه خود بازگردد.
چقرمگی: میزان توانایی جذب انرژی ماده تا مرحله شکست می‌باشد که آن را برابر با سطح زیر منحنی تنش-کرنش می‌دانند.
انواع منحنی تنش-کرنش:
واضح است که هر ماده، نمودار تنش-کرنش منحصر به فردی متناسب با ماهیت خود دارد که بسته به خواص مکانیکی ماده، متفاوت است و منحنی های تنش-کرنش مختلفی را به وجود می آورد. در نمودار زیر به توضیح منحنی های مهم تنش-کرنش پرداخته می شود:
انواع نمودارهای تنش و کرنش پلیمر ها
- منحنی شماره 1: یک ماده الاستیک خطی و تُرد را نشان می دهد . موادی از قبیل اپوکسی و پلی استایرن در این دسته جای میگیرند.
- منحنی شماره 2: رفتار مواد نیمه چکش خوار (semi-ductile) مانند PMMA را نشان میدهد.
- منحنی شماره 3: به مواد چکش خوار مربوط میشود که مدول کمتری نسبت به مواد نیمه چکش خوار دارند ولی با مقایسه سطح زیر نمودار، میتوان دریافت که از چقرمگی بالاتری برخوردارند. موادی مثل PET و پلی کربنات از این دسته قرار میگیرند.
- منحنی شماره 4: رفتار مواد الاستومری نظیر پلی یورتان را نشان میدهد.
همان طور که از منحنی های فوق برداشت می شود، با حرکت از منحنی اول به سمت منحنی های بعدی، انعطاف پذیری مواد افزایش و مدول آنها کاهش می یابد.
کاربرد تست کشش در کفپوش اپوکسی:
آزمایش کشش یک روش رایج برای ارزیابی خواص مکانیکی مواد است. در زمینه پوشش های اپوکسی میتوان از تست کشش برای اندازه گیری استحکام و دوام پوشش استفاده کرد.
در طول آزمایش کشش، نمونهای از پوشش اپوکسی تحت یک نیروی کششی کنترل شده قرار میگیرد. این آزمایش اطلاعاتی در مورد استحکام، کشش و شکل پذیری پوشش ارائه میدهد. همچنین میتوان از تست کشش برای اندازه گیری چسبندگی پوشش به زیرلایه که عامل مهمی در تعیین دوام پوشش و توانایی مقاومت در برابر پوسته شدن یا ترک خوردن است، استفاده نمود.
علاوه بر ارائه اطلاعات در مورد خواص مکانیکی پوشش، از تست کشش میتوان برای ارزیابی تاثیر روش های مختلف کاربرد و پخت بر روی عملکرد پوشش و همچنین ارزیابی تأثیر عواملی مانند دما، رطوبت و قرار گرفتن در معرض مواد شیمیایی مختلف بر روی استحکام و دوام پوشش استفاده کرد.
علاوه بر این، آزمایش کشش را میتوان برای مقایسه عملکرد انواع مختلف پوشش های اپوکسی، مانند پوشش هایی با ترکیبات یا فرمولهای مختلف، مورد استفاده قرار داد. این آزمون میتواند به شناسایی مناسب ترین پوشش برای یک کاربرد خاص، بر اساس خواص مکانیکی و دوام آن کمک کند.
علاوه بر تست کشش، میتوان از روش های دیگری برای ارزیابی عملکرد پوشش های اپوکسی مانند تست ضربه، تست سختی و تست خوردگی استفاده کرد.
به طور کلی، تست کشش ابزار مهمی برای ارزیابی عملکرد پوشش های اپوکسی است و میتواند اطلاعات ارزشمندی در مورد خواص مکانیکی، چسبندگی و دوام پوشش ارائه دهد. از این اطلاعات میتوان برای توسعه و بهبود پوشش های اپوکسی و اطمینان از مناسب بودن آنها برای کاربردهای خاص استفاده کرد.
درخواست خرید و مشاهده محصولات
برای دریافت اطلاعات بیشتر در رابطه با محصولات ما و مشاوره رایگان با شماره 91002662-031 تماس حاصل فرمایید.
:References
–
