استحکام کششی (tensile strength)

Print Friendly, PDF & Email

استحکام کششی (tensile strength):

توانایی مواد مختلف به مقاومت در برابر پارگی بر اثر کشش یکی از مهمترین و پر کاربرد ترین خواصی است که میزان و تنوع کاربرد مواد مختلف را مشخص می کند. نیروی کشش لازم بر واحد سطح (MPa یا Psi) برای گسیختن یک ماده را استحکام کششی می نامند. آزمایش ساده کشش روشی معروف برای اندازه گیری این خاصیت در پلیمرها و بویژه در پلاستیک ها است. گفتنی است که آزمون کشش برای سنجش کیفیت مواد مناسب در پلاستیک ها صورت گرفته و برای طراحی نباید مورد استفاده قرار گیرد زیرا یا تغییر شرایط نتایج کاملا متفاوتی بدست خواهد آمد.

آزمایش تنش- کرنش در دستگاه نشان داده شده در شکل ۱ انجام می شود. نمونه ای دمبلی شکل از قطعه تهیه شده و بین دو فک دستگاه کشش بسته می شود و با سرعتی ثابت کشیده می شود. در این تست شرایط دمایی ثابت و سرعت کشش نیز ثابت است.

شکل 1: نمونه دمبلی شکل بین دو فک دستگاه کشش
شکل ۱: نمونه دمبلی شکل بین دو فک دستگاه کشش

نمودار بدست آمده برای پلاستیک های مختلف می تواند متفاوت باشد (شکل ۲). منحنی تنش- کرنش شکل ۲، با تغییر فرم الاستیک آغاز می شود.

شکل 2: منحنی تنش- کرنش
شکل ۲: منحنی تنش- کرنش

 در این منطقه تنش رابطه خطی با کرنش دارد. این رابطه با قانون هوک بصورت زیر بیان می شود:

σ=E.ε

پارامتر E مدول یانگ یا مدول الاستیک نامیده می شود که هرچه بیشتر باشد حاکی ز سخت تر بودن ماده مورد آزمایش است. در منطقه الاستیک اگر تنش اعمال شده حذف گردد، طول نمونه به حالت اولیه خود باز می گردد. در انتهای منطقه الاستیک پس از عبور از حد الاستیک تغییر فرم آغاز می شود.

مقدار تنشی که در آن انتقال از منطقه الاستیک به منطقه پلاستیک بصورت آشکار انجام می گیرد، تنش تسلیم (Yield Strength) نامیده می شود که پارامتری مهم در طراحی مهندسی محصول است. این نقطه اولین نقطه در منحنی تنش-کرنش است که در آن افزایش طول بدون هیچ افزایشی در مقدار تنش صورت می پذیرد. شیب منحنی در این نقطه صفر است. در منطقه پلاستیک اگر تنش از روی نمونه برداشته شود تغییر فرم الاستیک در نمونه بصورت موازی با خط هوک حذف شده و به صفر می رسد اما مقدار تغییر فرم پلاستیک یا درصد تغییر طول دائمی در قطعه باقی می ماند. اگر تنش به بالاترین حد خود برسد، به این تنش، تنش کششی نهایی یا استحکام کششی نهایی (ultimate tensile strength) می گویند.  تنش تغییر فرم پلاستیک تا این نقطه بصورت یکنواخت انجام می شود یعنی  سطح مقطع نمونه در تمام نمونه بصورت یکسان تغییر می کند. اما پس از این تنش پدیده گلویی شدن (necking) در نمونه اتفاق می افتد و تا شکست ادامه می یابد.

تنشی را که در آن نمونه دچار شکست می شود، تنش شکست (fracture strength) نامیده می شود که در شکل ۲  با σf نشان داده شده است.

با ضرب کرنش در عدد ۱۰۰ درصد تغییر طول بدست می آید. در گزارشات مربوط به مواد، معمولا به مقادیر متناظر با درصد تغییر طول در استحکام تسلیم، استحکام کششی نهایی و تنش شکست اشاره می شود. مقدار تغییر طول کششی برای پلیمرهای تقویت شده حدود ۵% است، گفتنی اینکه در آزمون تنش-کرنش نمونه مورد آزمون با سرعتی بین ۰٫۲-۲۰ in/min مورد کشش قرار می گیرد. در این خصوص معمولا دو استاندارد ASTM D638 و ISO 527 استفاده می شود. این تست برای فیلم های پلیمری مطابق استاندارد ASTM D882 و برای الاستومرها مطابق استاندارد ASTM D412 صورت می گیرد.

همچنین دیدن این مطلب!

استحکام ضربه پذیری (impact strength) پلاستیک ها

 استحکام ضربه پذیری (impact strength) : یکی از راههای تعیین چقرمگی یک ماده آزمایش ضربه …

۷ نظرات

  1. حامد ظهرابیان

    با سلام و تشکر از سایت بسیار مفیدتون
    من برای یه کاره تحقیقاتی بدنیال یک ماده پلاستیکی با خواص کششی بسیار بالا هستم و در عین حال به نوسانات دما کمترین واکنش رو بده یا با بالا رفتم حرارت مقاومت کششی اون زیاد افت نکنه.
    جدولی برای خواص پلاستیک ها هست آیا؟چه جوری اطلاعات بدست بیارم
    با سپاس از راهنمایتون
    ممنون

  2. با عرض سلام و وقت بخیر خدمت شما:
    ببخشید که وقتتون رو میگیرم من شرایط اینکه حضوری به پژوهشگاه مراجعه کنم رو ندارم به همین دلیل از این طریق درخواستم رو مطرح میکنم..من دانشجوی کارشناسی ساخت وتولید هستم.من برای پروژه کارشناسی به یک سری اطلاعات در مورد تست کشش پلاستیک ها D638-10 (سرعت تست،اندازه نمونه ها جهت گرفتن تست خواص مکانیکی وبه طور کلی طریقه انجام تست گرفتن و اشنایی با دستگاه هایی که این عملیات رو انجام میدن و …)نیاز دارم.و متاسفانه نتونستم دیتا مفیدی در این زمینه پیدا کنم ممنون میشم اینجانب رو راهنمایی بفرمایید و در صورت امکان فایل یا پاورپوینتی در این زمینه در اختیار بنده قرار دهید.
    با تشکر از حسن توجه شما

  3. سلام
    ببخشید من مکملی با خاصیت افزایش کشش رو لازم دارم میتونید معرفی کنید

  4. شاید باورتون نشه ولی اصلا دوست ندارم از این سایت خارج بشم و شما دوستان گرامی واقعا زحمت کشیدید دست مریضاددددددددددد:

  5. با سلام ممنون از سایتتون
    من استاندارد
    ASTM D Series
    .رو برای تست استحکام چسب و یکسری پارامترهای مورد نیاز برای آسیب چسب رو میخوام
    و یا استاندارد های دیگر در این زمینه چون من نتونستم در این زمینه فایل های مربوطه را پیدا کنم
    ممنون میشم کمکم کنید.

دیدگاهتان را بنویسید

نشانی ایمیل شما منتشر نخواهد شد. بخش‌های موردنیاز علامت‌گذاری شده‌اند *

حاصل عدد زیر را وارد نمایید: * Time limit is exhausted. Please reload CAPTCHA.