تست خمش

آزمون خمش تکنیکی آسان و کم هزینه برای بررسی میزان شکل پذیری فلزات، سنجش مدول الاستیک، استحکام خمشی مواد قابل خم و استحکام کششی موادی مانند پلاستیک و شیشه که ترد هستند، می باشد.

روش انجام آزمون خمش

آزمون خمش برای فلزات مطابق با استاندارهای ASTM E290 و ASTM E855، برای جوشکاری و غیرفلزی مطابق با استاندارد ASTM E190 و برای کامپوزیت های زمینه پلیمری طبق استانداردهای ASTM D7905/D7905M و ASTM D2344/D2344M انجام می شود.

دستگاهی که برای آزمایش خمش استفاده می شود، دستگاه تست کشش یونیورسال است. این دستگاه آزمون خمش را به دو روش سه نقطه ای و چهار نقطه ای انجام می دهد. برای انجام این تست با دستگاه تست خمش، سمبه دستگاه به سمت قطعه مورد نظر حرکت می کند. حرکت سمبه دستگاه تست خمش سرعت مشخصی دارد. سرعت دستگاه معمولا بین 10 تا 11 میلی متر بر دقیقه است.

در هر دو روش تست خمش ، زمانی که سمبه دستگاه به قطعه می رسد، نیروی اعمالی به قطعه بیشتر می شود. قطعه از محلی که نیرو به آن وارد می گردد، کم کم خم می شود. اتفاقی که از لحاظ متالورژی برای قطعه در حین انجام آزمون خمش رخ می دهد، به این صورت است که سطح رویی قطعه تحت تنش فشاری و سطح زیرین قطعه تحت تنش کششی قرار می گیرد. در پایان این آزمون سطح پایینی قطعه دچار شکستگی یا ترک می گردد.

آزمون خمش سه نقطه ای

در حالت سه نقطه ای در دستگاه تست خمش ، قطعه از دو طرف آن روی پایه های دستگاه تست خمش قرار گرفته و مکان پین دستگاه و اعمال نیرو، از قسمت وسط قطعه انجام می شود. نتیجه تست خمش سه نقطه ای شامل مدول الاستیسیته خمشی، تنش خمشی و کرنش خمشی است. در این آزمایش، تهیه نمونه آزمایشی مناسب آسان است اما هندسه نمونه و سرعت دستگاه بر نتایج تست خمش سه نقطه ای تاثیر می گذارند.

آزمایش خمش چهار نقطه ای

تست خمش چهار نقطه ای همانند تست سه نقطه ای می باشد؛ تنها تفاوت آن ها در این است که دستگاه تست خمش چهار نقطه ای دو پین برای انجام آزمایش خمش دارد. در واقع نیروی اعمالی از دو جهت به قطعه وارد می گردد. به همین دلیل در این نوع آزمایش خمش ، تنش کششی یکنواختی در منطقه نسبتا بزرگی از نمونه اعمال می شود. در دستگاه تست خمش چهار نقطه ای ، فاصله بین دو سمبه دستگاه با فاصله هر سمبه تا پایه آن برابر است.

این دستگاه تست خمش دارای یک کرنش سنج است که طبق استاندارد مطابق با نوع قطعه از قبل تعیین می شود که چه کرنشی به قطعه اعمال شود. قطعه در نگهدارنده دستگاه قرار داده می شود و کرنش مورد نظر اعمال می شود. بعد از انجام آزمون، قطعه را برای بررسی های بیشتر در چمبر تست قرار می دهند.

دستگاه تست خمش

همان طور که پیش تر نیز اشاره شد، آزمایش خمش توسط دستگاه تست کشش یونیورسال انجام می شود. این دستگاه علاوه بر تست خمش ، تست های دیگری نیز انجام می دهد. مانند تست کشش و تست فشار ، برش، استحکام شکست، تست خستگی ، قدرت اتصال و غیره.

کاربرد دستگاه تست خمش یونیورسال در انجام انواع آزمون های مخرب و آزمون های مکانیکی برای آنالیز قطعات و بازرسی و کنترل کیفیت است. دستگاه تست خمش به یک کامپیوتر نیز متصل است و نتایج آزمایش خمش توسط آن نمایش داده می شود.

نتایج آزمایش خمش

با استفاده از آزمون خمش ، استحکام خمشی به دست می آید که ضریب پارگی یا MOR (Modulus of Ruptures) نامیده می شود. نمونه ای که در معرض آزمایش خمش قرار می گیرد، از جایی که سطح کشیده می شود، یعنی از پایین قطعه که تنش کششی به آن وارد می گردد، شکسته می شود. چون استحکام کششی کمتر از استحکام فشاری است. در نتیجه نیروی شکست به استحکام کششی ماده مربوط است.

نتایج حاصل از آزمون خمش به صورت نمودار تنش بر حسب کرنش رسم می شود.

تنش معادل نیروی اعمالی و کرنش معادل میزان خم شدگی قطعه است. اکثر مواد بعد از برداشتن نیرو، تا مقدار مشخصی به حالت اولیه خود بازمی گردند، بدون اینکه تغییر شکل پلاستیک یا دائمی در آن ها رخ دهد. این ناحیه در نمودار آزمون خمش به شکل یک خط با شیب مشخص نمایش داده می شود که ناحیه الاستیک نامیده می شود. ناحیه الاستیک از قانون هوک پیروی می کند و نسبت نیرو به جابه جایی آن مقدار معینی دارد. اگر اعمال نیرو ادامه پیدا کند، قطعه وارد منطقه پلاستیک می شود. اگر در قطعه تغییر شکل پلاستیک ایجاد شود، به حالت اولیه بازنمی گردد. نقطه تسلیم، شروع این ناحیه است. با ادامه اعمال نیرو، قطعه دیگر تحمل نیروی بیشتر ندارد و خم می شود. این نقطه، نقطه شکست در تست خمش می باشد.

کاربرد آزمون خمش

تست خمش در صنایع مختلفی مانند خودروسازی، جوشکاری، ساخت قطعات فلزی ، ساختمان سازی و غیره، برای بررسی و سنجش تحمل قطعه و تنش های کششی و فشاری وارد شده به قطعات مختلف کاربرد دارد.

برای مثال در صنعت خودروسازی برای بررسی تحمل شاسی خودرو از تست خمش استفاده می شود. به این منظور که حداکثر تحمل شاسی خودرو برای جلوگیری از خم شدن آن را به دست آورند.

هم چنین این تست در زمینه پزشکی و ساخت اعضای مصنوعی بدن نیز کاربرد دارد. به این صورت که توسط آزمون خمش ، مقاومت خمشی سازه های مصنوعی اعضای بدن انسان سنجیده می شود. چرا که با قرار گرفتن این اعضای مصنوعی در مفاصل، بار های خمشی به آن ها فشار وارد می کنند درنتیجه باید مقاومت کافی برای این کاربرد را داشته باشند.

هدف از انجام آزمایش خمش

رایج ترین هدف تست خمش ، اندازه گیری مقاومت خمشی و مدول خمشی است. مدول خمشی از شیب منحنی تنش در مقابل کرنش به دست می آید. از این دو مقدار می توان برای ارزیابی توانایی مقاومت مواد در برابر نیروهای خمشی استفاده کرد.

خدمات تست خمش

خدمات تست خمش هم در حیطه کارهای دانشگاهی و هم در کارهای صنعتی انجام می شود. مراکز تحقیقاتی و صنایع مختلف، خدمات تست خمش را برای بررسی میزان تحمل قطعه تحت نیروی وارده توسط دستگاه خمش انجام می دهند.

از نتایج به دست آمده از خدمات تست خمش می توان مدول الاستیسیته خمشی، تنش و کرنش که از مشخصات خمشی قطعه محسوب می شوند را به دست آورد. خدمات تست خمش و نتایج آزمون خمش منبع خوبی برای تعیین مشخصات خمشی قطعات مختلف در کاربرد های مختلف هستند.

هزینه تست خمش

هزینه تست خمش بسته به تعداد قطعات و ابعاد آن ها می تواند متفاوت باشد. اما در حالت کلی هزینه تست خمش بالا نبوده و به صرفه می باشد. این تست در آزمایشگاه ها، مراکز تحقیقاتی و صنایع مختلف برای قطعات با جنس های مختلف انجام می شود.

هزینه تست خمش به صورت نمونه ای حساب می گردد. در واقع هزینه تست خمش نسبت به اطلاعاتی که از مقاومت و تحمل قطعه در اختیار کاربر قرار می دهد، تست ارزانی است.

نرماله کردن نیتراسیون کربن نیتروژن دهی  آنیل فولاد ریخته گری لاست فوم ریخته‏ گری در خلا دایکاست ریخته گری ریژه