تست فشار

تعداد بازدید: 3570
چهارشنبه 03 دي 1393

تست فشار

تست فشار (Compression Test) معمولا برای بررسی کیفیت مواد ترد مانند چدن، آلیاژ های ترد و هم چنین مواد غیر فلزی دیگری که تحت شرایط کاری بیشتر تحت تاثیر نیرو های فشاری قرار خواهد گرفت، مثل تکیه گاه های فلزی یا آلیاژ های یاتاقانی، مواد سرامیکی، بتن و هم چنین برای بررسی رفتار مواد فلزی که در عملیات شکل دهی تحت تنش های فشاری قرار می گیرند، به کار می رود.

در آزمایش فشار ، نمونه استوانه ای شکل تو پر را در قسمت مرکزی فک ها یا صفحه های فشاری دستگاه آزمایش قرار داده و از دو طرف تحت تاثیر نیروی فشاری قرار می دهند. تجربه نشان می دهد که:

الف- مدول الاستیسیته مواد تحت تاثیر تنش های کششی و فشاری برابر است.

ب – در مواد نرم (شکل پذیر) نتایج به دست آمده از تست کشش و فشار تقریبا برابر است. این گونه مواد تحت تاثیر نیرو های فشاری معمولا بدون اینکه بشکنند به هم فشرده خواهند شد. بعد از این که تغییر شکل به مقدار ماکزیمم خود رسید، ترک های طولی در نتیجه تنش های کششی و یا ترک های حدود 45 درجه ای در اثر تش های برشی در لایه سطح خارجی ایجاد می شود.

ج- در مواد ترد نتایج حاصله از تست کشش و فشار، تفاوت قابل توجهی نشان می دهد. برای مثال در {{چدن خاکستری}} اثر شیار در لایه های گرافیتی برخلاف تست کشش بی تاثیر است. ولی چوب به علت ساختار الیافی خود از این جهت مستثنی است.

د- نتایج حاصله از آزمایش فشار توسط عواملی مانند نوع پرداخت کاری سطح قاعده نمونه و نوع روغنکاری تغییر خواهد کرد.

کمیت هایی که از آزمایش فشار بدست می آید و مشابه کمیت های قابل اندازه گیری به وسیله آزمایش کشش است، عبارتند از:

1- حد تسلیم یا تنش سیلان که در مواد نرم همان تنشی است که به ازای آن تغییر شکل پلاستیکی شروع می شود (σy). هر گاه این حد در نمودار به دست آمده به طور کاملا واضحی مشخص نباشد به جای آن تنشی را که به ازای آن 0.2% تغییر شکل نسبی ماندگار رخ می دهد یعنی σ0.2 را تعیین می کنند.

2- استحکام فشاری، تنشی است که به ازای آن اولین نشانه از ترک یا شکست روی سطح نمونه ظاهر می شود.

اما بر خلاف تست کشش از آغاز تغییر شکل تا لحظه شکست نیرو افزایش می یابد. زیرا سطح مقطع نمونه به طور پیوسته افزایش می یابد. استحکام فشاری حقیقی را می توان با استفاده از رابطه زیر تعیین کرد:

3- فشردگی نسبی شکست مهندسی و حقیقی به صورت زیر محاسبه می شود:

4- افزایش نسبی سطح مقطع شکست: افزایش نسبی سطح مقطع شکست، بزرگترین مقدار تغییر شکل پلاستیکی (برآمدی سطح جانبی) در زمان ظاهر گشتن اولین ترک است.

در شکل زیر رفتار مواد نرم و ترد تحت تنش های کششی و فشاری برای مقایسه با یکدیگر نشان داده شده است.

رفتار مواد نرم و ترد تحت تنش های کششی و فشاری

عوامل موثر روی نتایج تست فشار

1-حالت تنش و اصطکاک:

در آزمایش، فشار نیروی خارجی، معمولا از طریق صفحات فشار موازی (فک ها) که سطح تماس آن ها با نمونه روغن کاری نشده است (0<μ ضریب اصطکاک) انجام می گیرد. همراه با فشار محوری به علت وجود اصطکاک در سطح قاعده های نمونه تنش های عرضی در جهت شعاع و مماس وارد می شود. لذا در نتیجه وجود اصطکاک و تنش های ناشی از آن از تغییر شکل همگن و یکنواخت نمونه ممانعت می شود. این ممانعت با افزایش فاصله از سطح فک ها به صورت مخروطی کاهش می یابد. بدین صورت نواحی تاثیر پذیر مخروطی شکل به دست می آید که هر یک از ناحیه ها اصطلاحا مخروط فشار یا مخروط اصطکاک یا منطقه مرده نامیده می شود. در این مناطق تنش هنوز به حد تسلیم (حد سیلان) نرسیده است. بدین ترتیب قسمت های مخروطی شکل از نمونه که در تماس با فک های دستگاه فشار قرار دارد، به مقدار بسیار جزئی تغییر شکل یافته و یا هیچ تغییر شکلی نمی یابد و بر عکس در قسمت وسط نمونه های نرم، تغییر شکل پلاستیکی بدون هیچ ممانعتی صورت می گیرد. به طوری که نمونه به شکل یک بشکه که دور تا دور وسط آن متورم شده باشد در آمده و بدین ترتیب تغییر شکل به صورت غیر یکنواخت انجام می گیرد.

 

 

در موقع شکست مواد ترد مشاهده می شود که مخروط های اصطکاک بر جای می ماند، در صورتی که بقیه قسمت های نمونه به صورت لایه ای فرو می ریزد که این پدیده به نسبت ارتفاع به قطر نمونه بستگی دارد.

شکست دو نمونه ترد کوتاه و بلند تحت فشار

 

چنانچه از ممانعت تغییر شکل به وسیله روغن کاری به قدر کافی در سطح تماس بین فک ها و سطوح قاعده نمونه جلوگیری شود، به صورتی که 0=μ باشد، ابتدا با تقریب نسبتا خوبی یک حالت تنش تک محوری و یک حالت تغییر شکل سه محوری برقرار می شود. در این صورت نمونه در امتداد محور فشرده و در جهت عمود بر آن (در جهت شعاع و مماس) انبساط خواهد یافت. با فراتر رفتن مقدار انبساط از حد معینی، که بستگی به جنس نمونه دارد، تنش های شعاعی و مماسی ایجاد و شکست در جهت عمود بر امتداد تغییر شکل در نمونه ظاهر می شود. بنابراین نمونه های روانکاری شده در آزمایش فشار در جهت طول می شکند.

2- نسبت ارتفاع به قطر نمونه: نمونه ها با ابعادی متناسب با ابعاد و خواص جسم مورد آزمایش و هم چنین نسبت به نوع دستگاه آزمایش فشار انتخاب می شوند. ابعاد متداول عبارتند از:

در این رابطه ho و do به ترتیب ارتفاع و قطر اولیه نمونه و a ضریبی است که می تواند بین 1 تا 3 تغییر کند. در نمونه های بلند باید به خطر خمش تا حد شکست (کمانش) توجه شود. چون مخروط های اصطکاک به وجود آمده در اثر اصطکاک به طرف وسط نمونه کاهش می یابد. نسبت ارتفاع به قطر به طور عمده ای روی استحکام فشاری تاثیر خواهد گذاشت. بدین صورت که موقعی که هر دو مخروط در یکدیگر داخل شوند، استحکام فشاری به مقدار ماکزیمم خود خواهد رسید. برای یک قطر ثابت با افزایش do/ho (یعنی باکاهش ارتفاع) شکست به ازای تنش های بالاتری ظاهر می شود (شکل روبرو). از طرفی وجود اصطکاک بین سطح تماس نمونه و فک های دستگاه آزمایش فشار سبب تغییر شکل ناهمگن یا غیر یکنواخت می شود.

 یک راه برای کم کردن اصطکاک و در نتیجه افزایش تغییر شکل یکنواخت در نمونه تحت فشار، کاهش نسبت do/ho است (از لحاظ تئوری هنگامی که do/ho به سمت صفر میل می کند، اصطکاک نیز به سمت صفر میل خواهد کرد). اما کاهش بسیار زیاد قطر هم سبب کاهش حد فشردگی یا بروز خطر کمانش و شکست زودرس خواهد شد. از این جهت با استفاده از روغنکاری می توان تاثیر اصطکاک را تا حد امکان به حداقل رسانید. تجربه نشان داده است که مقدار مناسب برای do/ho حدود 0.5 است.

3- درجه پرداخت کاری سطح قاعده نمونه: نوع و درجه پرداخت کاری سطوح قاعده از عواملی است که کم و بیش روی استحکام فشاری به دست آمده تاثیر خواهد گذاشت.

4- شکل نمونه: نمونه های استوانه ای شکل استحکام فشاری بالاتری را نسبت به نمونه های مکعبی شکل با همان سطح قاعده و همان ارتفاع نشان می دهد، زیرا که توزیع تنش در نمونه های استوانه ای شکل مناسب تر از نمونه های مکعبی شکل است.

منابع و پیوندها

گردآوری شده توسط دپارتمان پژوهشی شرکت پاکمن

حسین تویسرکانی، اصول علم مواد، انتشارات دانشگاه صنعتی اصفهان، 1382.

برداشت از مطالب سایت با ذکر منبع بلامانع است

Compression Test
آزمایش فشار
آزمون فشار
ازمایش فشار
برچسب ها: خواص مکانیکی موادآزمون های مکانیکی موادفشار
تقویم نمایشگاه های بین المللی سال 1395
نمایشگاه به عنوان يكی از مهمترين بخش های تجاری و اقتصادی ایران با بهره مندی از ف ...بیشتر
گزارش خبر سومین همایش تکنولوژی بخار شرکت پاکمن
سومین همایش تکنولوژی بخار  در 24 آذر ماه 1395 در دانشگاه شیراز برگزار گردید ...بیشتر
نسل جدید باتری‌های لیتیومی IBM که با هوا شارژ می‌شوند
  نخستین باتری تنفسی جهان توسط متخصصان بزرگ شرکت IBM تولید شده است. این بات ...بیشتر
گزارش حضور شرکت پاکمن در پانزدهمین نمایشگاه بین المللی تجهیزات و تاسیسات سرمایشی و گرمایشی اصفهان 95
پانزدهمین نمایشگاه بین المللی تجهیزات و تاسیسات سرمایشی و گرمایشی اصفهان با ...بیشتر
تولید انرژی پاک با سقف‌های شیروانی خورشیدی
به گزارش تاسیسات نیوز، ایلان ماسک مدیرعامل شرکت تسلا که در زمینه تولید خودروها و ...بیشتر
پیاده راه های متحرک
به گزارش تاسیسات نیوز، بسیاری از برنامه ریزان شهری به دنبال کم کردن تعداد خودروه ...بیشتر
ابرخازن‏های قابل شارژ با حرارت بدن
به گزارش تاسیسات نیوز، محققان دانشگاه A&M تگزاس مفهوم جدیدی از ذخیره انرژی ا ...بیشتر
تولید انرژی ، از کوه
تولید انرژی با استفاده از اختلاف دمای بالا و پایین کوه بصورت یک اختراع به ثبت رس ...بیشتر
پانزدهمین نمایشگاه بین المللی تجهیزات و تاسیسات سرمایشی و گرمایشی اصفهان-آذر 95
عنوان: پانزدهمین نمايشگاه بين المللی تجهيزات و تاسيسات سرمايشی و گرمايشی اصفهان ...بیشتر
شرکت پاکمن همایش سیستم های بخار را در شهر شیراز برگزار می کند
عنوان همایش: سومین همایش تکنولوژی بخار شهر: شیراز زمان: 24 آذرماه 13 ...بیشتر
گزارش حضور شرکت پاکمن دراولین روز برگزاری سیزدهمین نمایشگاه تاسیسات و تجهیزات سرمایشی شیراز-آبان 95
سیزدهمین نمایشگاه تاسیسات و تجهیزات سرمایشی شیراز-آبان 95 با حضور تعدادی از شرکت ...بیشتر
راندمان بویلر
شاخص های مؤثر در محاسبات راندمان بویلر، یکی از اساسی ترین ضوابط مؤثر در ارتقا سط ...بیشتر
کتاب موتورخانه بخار شرکت پاکمن
سرشناسه: میرزازاده، قربانعلی، 1325 عنوان و نام پدید آور: موتورخانه بخار/ ق ...بیشتر
مقررات ملّي ساختمان ايران مبحث نوزدهم
دانلود فایل PDF مقررات ملی ساختمان ایران-مبحث نوزدهم-صرفه جویی در مصرف انرژی ...بیشتر
راه اندازی سختی گیر نیمه اتوماتیک رزینی
دستور العمل راه اندازی سختی گیر های نیمه اتوماتیک رزینی سختی گیرهای رزینی از ...بیشتر
جانمایی بویلر در موتورخانه
براي عملکرد مناسب بويلرها و تجهيزات وابسته بايد فضاي کافي را در موتورخانه به آن ...بیشتر
کتاب انتخاب بویلر شرکت پاکمن
سرشناسه: میرزازاده، قربانعلی، 1325 عنوان و نام پدید آور: انتخاب بویلر/ قرب ...بیشتر
مراحل آموزش و نگهداری دیگ های بخار سیار
مقدمه از دیرباز استفاده از تجهیزات مولد بخار در صنایع مختلف از جمله صنایع نفت ...بیشتر
معرفی کتابچه دیگ آبگرم شرکت پاکمن
راه اندازی آموزش و بهره برداری از   Hot Water Boilers   ...بیشتر
معرفی کتابچه موتور خانه استخر
نام مقاله: کتابچه موتور خانه استخر نام نویسنده: دپارتمان پژوهش شرکت پاکمن ...بیشتر
دستور العمل نصب، نگهداری و راه اندازی بویلر بخار
دستور العمل نصب، نگهداری و راه اندازی بویلر بخار براي استفاده بهينه از بویلر ...بیشتر