تست فشار یک آزمایش مکانیکی پرکاربرد است که اطلاعات ارزشمندی را در مورد رفتار مواد در هنگام قرار گرفتن در معرض بارهای فشاری ارائه می دهد. این آزمایش در انتخاب مواد مناسب برای کاربردهای مختلف در صنایعی مانند هوافضا، خودروسازی و ساخت و ساز ضروری است. این مقاله به تعریف، هدف، کاربردها و نحوه عملکرد تست فشرده سازی و همچنین مراحل انجام تست فشرده سازی می پردازد.
تست تراکم سازی چیست؟
آزمایش تراکم یک آزمایش مکانیکی است که برای تعیین رفتار مواد در هنگام قرار گرفتن در معرض بارهای فشاری استفاده می شود. داده‌های جمع‌آوری‌شده از آزمایش‌های فشرده‌سازی بینش‌های مفیدی در مورد خواص مکانیکی مواد مختلف ارائه می‌دهد که در انتخاب مواد مناسب برای کاربردهای مختلف، به‌ویژه در صنایع ساخت‌وساز و مهندسی بسیار ارزشمند است.
تست فشار چگونه کار می کند؟
در آزمایش تراکم، نمونه ای از ماده بین دو صفحه یا فک دستگاه تست قرار می گیرد. تا زمانی که نمونه به تغییر شکل خاصی برسد یا تا زمانی که شکسته شود، نیروی فشاری به آن وارد می شود. یک دستگاه انحراف سنج یا یک کشش سنج، می تواند برای اندازه گیری انحراف یا کرنش نمونه استفاده شود.
چه زمانی از تست های فشار استفاده می شود؟
تست های تراکم برای بررسی چگونگی واکنش یک ماده به فشار کاربرد دارند. آنها می توانند برای ارزیابی رفتار جریان پلاستیک مواد و محدودیت های شکست انعطاف پذیر استفاده شوند. آنها همچنین نحوه واکنش یک ماده به بارهای خرد کردن را تعیین می کنند. تست های فشاری برای ارزیابی ویژگی های شکست الاستیک و فشاری مواد شکننده یا کم شکل پذیری بسیار مهم هستند.
مدول الاستیسیته، نقطه تسلیم فشاری، حد متناسب، مقاومت فشاری و استحکام تسلیم فشاری را می‌توان با آزمایش‌های فشاری تعیین کرد. این ویژگی‌ها نقش کلیدی در تشخیص اینکه آیا یک ماده برای یک کاربرد خاص مناسب است یا تحت فشارهای معینی از کار می‌افتد، بازی می‌کند.
تست های تراکم کجا اعمال می شوند؟
صنایع مختلفی وجود دارد که در آنها از تست های فشار استفاده می شود. در پایین بعضی از صنایه مهم را بیان می کنیم:
1. هوافضا و صنعت خودرو
تست‌های فشرده‌سازی بخش مهمی از صنعت هوافضا و خودرو است. آنها برای اندازه گیری مقاومت فشاری مواد مورد استفاده در اجزای موتور، اجزای ساختاری و سایر قطعات حیاتی استفاده می شوند. به عنوان مثال، در صنعت هوافضا، از آزمایش‌های فشرده‌سازی برای آزمایش استحکام مواد مورد استفاده در ساخت بال‌ها، بدنه و قطعات موتور هواپیما استفاده می‌شود. در صنعت خودرو، از تست های تراکم برای تست استحکام مواد مورد استفاده در ساخت بلوک های موتور، میل لنگ، فنرها و سایر قطعات استفاده می شود.
2. صنعت ساختمان
در صنعت ساخت و ساز از آزمایش های فشاری برای تعیین مقاومت فشاری بتن، سیمان و سایر مصالح ساختمانی استفاده می شود. این آزمایش‌ها برای اطمینان از اینکه مصالح ساختمانی استانداردهای مقاومت مورد نیاز را برآورده می‌کنند و می‌توانند وزن و فشار سازه را تحمل کنند، حیاتی هستند. آزمایش تراکم همچنین برای اندازه گیری مقاومت خمشی پانل های سقف، تخته های عایق و مواد ورق برای ساختمان و انجام آزمایش های نفوذ برای گچ، خطوط لوله و شاتکریت استفاده می شود.
3. صنعت برق و الکترونیک
در صنعت برق و الکترونیک، از تست های تراکم برای تست مقاومت فشاری عایق ها، کانکتورها، صفحه نمایش LCD، صفحه کلید و سایر قطعات استفاده می شود. این آزمایش‌ها برای اطمینان از اینکه قطعات می‌توانند فشار و وزن سایر اجزا و دستگاه‌ها را بدون شکستن یا تخریب در طول زمان تحمل کنند، حیاتی هستند.
4. صنعت تجهیزات پزشکی
صنعت پزشکی یکی دیگر از صنایعی است که کاربردهای زیادی برای تست فشار دارد. برخی از این موارد عبارتند از:
- تست خمش سه نقطه برای سوزن.
- تست‌های نیروی محرک دستگاه‌های استنشاقی با دوز اندازه‌گیری شده و انژکتورهای قلمی.
- تست تیزی چاقوی جراحی و سوزن، درج و نیروی نفوذ.
- تحریک پیستون سرنگ و ارزیابی نیروی “سفر”.
5. صنعت بسته بندی
در صنعت بسته بندی از تست های فشاری برای تست مقاومت فشاری مقوا، مقوا و سایر مواد بسته بندی استفاده می شود. این آزمایش‌ها برای اطمینان از اینکه بسته‌بندی می‌تواند وزن و فشار محصولات داخل را بدون شکستگی یا پاره شدن تحمل کند، حیاتی هستند.
6. صنعت کاغذ و تخته
تست های فشار در صنعت کاغذ و مقوا برای تست مقاومت فشاری مقوا انجام می شود.
7. صنعت پلاستیک، لاستیک و الاستومر
آزمایش تراکم در صنعت لاستیک، پلاستیک و الاستومر عمدتاً شامل شناسایی ویژگی های خمشی پلیمر با استفاده از آزمایش خمش سه نقطه است.
8. ایمنی، سلامت، تناسب اندام، و صنعت اوقات فراغت
برخی از کاربردهای تست فشار در صنعت ایمنی، سلامت، تناسب اندام و اوقات فراغت عبارتند از:
- تست اثربخشی توپ های تنیس، گلف و کریکت.
- تست تراکم دسته ایمنی صندلی خودرو
چگونه تست تراکم پذیری را انجام دهیم؟
آزمایش فشاری با قرار دادن یک ماده در معرض نیروی فشاری تا زمانی که به تغییر شکل مشخصی برسد یا تا زمانی که شکسته شود کار می کند. این فرآیند معمولاً شامل مراحل زیر است:
- آماده سازی نمونه: نمونه ای از مواد مورد آزمایش بر اساس استاندارد تست انتخاب و تهیه می شود. بسته به الزامات آزمایش، نمونه ممکن است به شکل استوانه یا مکعب باشد.
- نصب نمونه: نمونه بین دو صفحه یا فک دستگاه تست نصب می شود. ماشین ممکن است از نیروی هیدرولیک، پنوماتیک یا مکانیکی برای اعمال فشار به نمونه استفاده کند.
- اعمال نیرو: یک نیروی فشاری با سرعت ثابت به نمونه اعمال می شود تا زمانی که به تغییر شکل مشخصی برسد یا تا زمانی که شکسته شود. در طول آزمایش، نیروی اعمال شده و تغییر شکل حاصل اندازه گیری و ثبت می شود.
- تجزیه و تحلیل نتایج: داده های جمع آوری شده در طول آزمایش برای محاسبه خواص مختلف ماده از جمله مقاومت فشاری، مدول الاستیک و ویژگی های تغییر شکل استفاده می شود.
تجهیزات تست فشار چیست؟
دستگاه های تست با سازگاری جهانی برای تست های تراکم پذیری استفاده می شوند. با ظرفیت نیرو از 0.02 نیوتن تا 2000 کیلونیوتن، این دستگاه ها معمولاً در طیف وسیعی از اندازه ها ارائه می شوند. یک دستگاه تست جهانی باید به اکستنسومتر ها، صفحات مخصوص کاربرد و نرم افزار تست مجهز باشد. بسته به نوع ماده مورد آزمایش، ممکن است یک دستگاه منفرد برای آزمایش هر ماده ای در محدوده نیروی خود به سادگی با تغییر اتصالات تنظیم شود.
در آزمایش فشار، نمونه‌ای از مواد بین دو صفحه یا فک تجهیزات آزمایش قرار می‌گیرد و تا اعوجاج از پیش تعیین‌شده یا تا زمانی که ترک بخورد، فشرده می‌شود.
نتایج رایج تست تراکم پذیری چیست؟
نتایج تست فشار از ماده ای به ماده دیگر متفاوت خواهد بود و همچنین به دلیل خواص مطلوبی که کاربر برای آن آزمایش می کند، متفاوت است.
مزایای تست تراکم پذیری چیست؟
تست فشار مزایای متعددی دارد از جمله:
- آنها معمولاً در مقایسه با سایر انواع آزمایش مقرون به صرفه هستند.
- قابل اجرا بر روی انواع مواد.
- یک تکنیک به خوبی تثبیت شده که می تواند نتایج قابل اعتمادی را در صورت اجرای صحیح ارائه دهد.
محدودیت های تست فشار چیست؟
برای تست فشار محدودیت هایی وجود دارد از جمله:
- فقط اطلاعاتی در مورد مقاومت فشاری یک ماده می دهد و هیچ چیز دیگری.
- می تواند زمان بر باشد.
- نمونه های آزمایش باید به روشی بسیار خاص آماده شوند که می تواند هزینه بر باشد و بر دقت نتایج تأثیر بگذارد.
- دقت نتایج می تواند تحت تأثیر عوامل محیطی مانند دما و همچنین خطای اپراتور مانند بارگذاری نادرست نمونه باشد.
آیا تست های فشار دقیق هستند؟
بله، تست‌های فشرده‌سازی می‌توانند بسیار دقیق باشند، تا زمانی که از ماشین‌ها و روش‌های تست با کیفیت بالا استفاده شود. عوامل مختلفی وجود دارد که می‌تواند دقت تست‌ها را کاهش دهد، مانند: تنظیمات تست ناسازگار، ماشین‌های با کیفیت پایین یا ماشین‌های کالیبره نشده. با کاهش این عوامل می توان با تست های تراکم پذیری به دقت بسیار بالایی دست یافت.
خلاصه
این مقاله آزمایش‌های فشرده‌سازی را ارائه می‌کند، توضیح می‌دهد که چیست، و هدف و انواع آنها را مورد بحث قرار می‌دهد. در ادامه فعالیت های سایت فیلامنت1001 این تست بر روی فیلامنت ها انجام می گیرد.
یک نکته
تست خمش نیز یکی از انواع تست فشار است. به طورکلی می توان گفت تست خمش زیر شاخه تست فشار است.