ازمایش کشش بولت — قانون هوک – فیلم

0

ازمایش کشش بولت – فیلم

هدف از انجام ازمایش کشش، تعيين ضريب ارتجاعی و رسم منحني تنش-كرنش است. نموداري كه رابطه بين تنش و کرنش يک ماده را به نمايش می‌گذارد،‌ از مشخصات مهم مصالح است. براي تعيين نمودار تنش – كرنش مصالح، معمولاً يك آزمایش کشش ساده روی نمونه‌ای از آن مصالح انجام می‌دهند. سطح مقطع ناحيه استوانه‌ای شكل نمونه به‌دقت تعیین‌شده و به‌وسیله سنبه‌نشان، دو علامت مقياس به فاصله L0 از يكديگر روي آن ناحيه حك می‌شود. طول L0، فاصله مقياس ناميده می‌شود.

نمونه آزمايشی سپس در دستگاه آزمایش کشش، كه از آن براي ايجاد نيروی محوری P استفاده می‌شود، قرار می‌گیرد. با افزايش نيروي P، فاصله بين دو علامت مقياس نيز افزايش پيدا می‌کند. طول L توسط يك صفحه مدرج اندازه‌گیری شده و افزايش طول L-L0=δ براي هر مقدار P ثبت می‌شود. به‌جای اندازه‌گیری توسط ميكرومتر، می‌توان از کرنش‌سنج‌های الكتريكي استفاده كرد. در دستگاه آزمایش کشش معمولاً يك صفحه مدرج ديگر نيز وجود دارد كه از آن براي ثبت تغييرات قطر نمونه استفاده می‌شود. براي هر زوج متناظر از قرائت‌های P و δ تنش σ از تقسيم نيروی P بر سطح مقطع اوليه نمونه [A0] و کرنش ε از تقسيم افزايش طول δ بر فاصله مقياس به دست می‌آید. اگر مقادير را روي محور طول‌ها و مقادیرσ را روی محور عرض‌ها ببريم و از نقاط به‌دست‌آمده يك منحنی عبور دهيم، نمودار تنش – كرنش برای نمونه تحت آزمايش به دست می‌آید.

 

رفتار ارتجاعی:

رفتاری را گويند كه بعد از باربرداری، نمونه به طول يا هندسه اوليه برگردد. اين ناحيه در ابتدای نمودار تنش – كرنش قرار دارد و در اكثر طول به‌صورت خطي بوده و در آن تنش متناسب با كرنش است. حد فوقاني اين ناحيه حد خطي ناميده شده و با ۰σ نشان داده می‌شود. بعد از حد خطي، ناحيه كوتاه غیرخطی ولی با رفتار ارتجاعی وجود دارد. حد ارتجاعی خوانده می‌شود. در فولاد حد ارتجاعی خيلی نزديک به حد خطی است و تميز دادن آن‌ها از يكديگر سخت است.

نكته: شيب نمودار در قسمت خطی شيب ارتجاعی فولاد می باشد.

 

تسليم:

  • به فاصله كوتاهي بعد از حد ارتجاعي،‌تحت تنش ثابت تغيير شكل دائمی قابل‌توجهی در نمونه به وجود می‌آید.
  • اين رفتار، تسليم ناميده شده و تنش نظير آن، تنش تسليم يا جاري شدن (yσ) خوانده می‌شود.
  • تغيير شكل تسليم حدود ۱۰ تا ۴۰ برابر كرنش حد خطی است.

سخت شدگي كرنشی:

  • بعد از حد تسليم، مقداری افزايش تنش ولي با شيب ملایم‌تر نسبت به ناحيه ابتدايي نمونه وجود دارد.
  • اين سير صعودی در نمودار، به سخت شدگی كرنشی معروف است. شيب اين ناحيه رفته‌رفته كاهش می‌یابد تا در تنش نهایی uσ  به‌صورت افقی درآيد.
  • در طول ناحيه سخت شدگی كرنشی، سطح مقطع نمونه در تمام طول آن شروع به كاهش می‌کند.

 

باريك شدن:

بعد از تنش نهايی، كاهش در قطر نمونه در يک ناحيه موضعي شدت می‌یابد و یک ناحيه باريک شده (گردن) در نمونه به وجود می‌آورد كه درنهایت منجر به گسيختگی نمونه می‌شود. بعد از تنش نهايی، نمودار سير نزولي پيدا می‌کند تا به تنش گسيختگي fσ برسد. در مورد مصالحي مانند آلومينيوم كه نقطه تسليم مشخصي بر روي نمودار تنش-كرنش خود ندارد به ميزان ۰٫۲ درصد از ناحيه خطي Offset می‌کنیم تا نمودار را قطع كند. نقطه حاصل نقطه تسليم آلومينيوم است.

 

روش انجام ازمایش کشش

روش كار به‌این‌ترتیب است كه قطعه مورد آزمايش را ابتدا توسط كوليس كاملاً اندازه‌گیری كرده و سپس آن را بين فک‌های دستگاه قرار می‌دهیم و دستگاه را روشن می‌کنیم و با افزايش مقدار نيرو مقادير را تا گسيختگي نمونه ثبت می‌کنیم.

 

فیلم
ازمایش کشش


+ ازمایش پیچش الاستیک – فیلم
+ آزمايش برينل (فیلم ازمایش سختی سنجی فلزات)

 

پاسخ دهید