ما هو اختبار الضغط؟
اختبار الضغط هو اختبار ميكانيكي يتم فيه تطبيق حمل ضغط أحادي المحور على العينة أثناء قياس سلوك القوة والتشوه. يتم الحصول على قوة الضغط، وإجهاد الخضوع للضغط ومعامل الضغط.
الغرض من اختبار الضغط
والغرض من ذلك هو تحديد مقاومة المادة لأحمال الضغط، وتوفير مدخلات لحسابات التصميم في العناصر الحاملة، ومواد العزل والتغليف.
على أي منتجات يُطبَّق اختبار الضغط؟
- صب المعادن والأجزاء المزورة
- العينات البلاستيكية والمركبة
- المواد الرغوية والعازلة
- المكونات الخرسانية والإنشائية
- كتل ومنصات مطاطية
في أي قطاعات يُستخدم اختبار الضغط؟
المواصفات المتعلقة بـ اختبار الضغط
- ISO 604
- أستم E9
- أستم D695
- ISO 844
شروط اختبار الضغط
- سرعة الاختبار
- معدل التشوه الثابت لكل معيار (محدد وفقًا لمجموعة المواد في ISO 604)
- بيئة
- 23 درجة مئوية ± 2 درجة مئوية و50% ± 10 رطوبة نسبية (بوليمرات)
- نسبة العينة
- نسبة الطول/المقطع العرضي لمنع التواء محدودة في المعيار
- أسطوانات
- ألواح ضغط متوازية ومتصلبة
جهاز اختبار الضغط
- آلة الاختبار العالمية
- ألواح الضغط وجهاز التوجيه
- مقياس الامتداد أو محول الإزاحة
- غرفة التكييف
متطلبات العينة لـ اختبار الضغط
- عينة منشورية أو أسطوانية، ذات حجم قياسي
- يجب أن تكون الأسطح متعامدة ومتوازية مع محور التحميل
- بشكل عام، خمس عينات على الأقل لكل مجموعة (للبوليمرات)
- بالنسبة للمواد الرغوية، يتم تحديد ارتفاع العينة بالإضافة إلى ذلك في المعيار
مدة اختبار الضغط
يستغرق الاختبار لكل عينة بضع دقائق. بما في ذلك التكييف، عادةً ما يتم الانتهاء من المجموعة خلال نصف يوم عمل.
إجراء اختبار الضغط
- 1يتم قياس أبعاد العينة وتسجيلها.
- 2إذا لزم الأمر، يتم تكييف العينات في درجة الحرارة والرطوبة المحددة.
- 3يتم وضع العينة محوريا بين لوحات الضغط.
- 4يتم تطبيق الحمل بمعدل محدد؛ يتم تسجيل القوة والتشوه.
- 5يستمر التحميل في الكسر أو الإنتاج أو نسبة التشوه المحددة.
معايير قبول اختبار الضغط
يتم تحديد معيار القبول في معيار المادة أو المنتج؛ يتم تعريفه عادةً على أنه الحد الأدنى من قوة الضغط أو الحمل المحمول عند تشوه محدد.
تقييم النتائج
يتم تقييم منحنى القوة والتشوه وقوة الضغط والمعامل معًا. تعتبر العينات التي يتم ربطها أو تحميلها خارج المحور غير صالحة.
تقرير اختبار الضغط
- المعيار التطبيقي والمراجعة
- هندسة العينة والأبعاد
- سرعة الاختبار والظروف المحيطة
- قوة الضغط، العائد وقيم المعامل
- منحنى القوة والتشوه وطريقة الفشل
الاعتماد
حصلت EUROLAB على اعتماد معترف به دوليًا تم الحصول عليه من هيئات الاعتماد الأطراف في ترتيبات الاعتراف المتعددة الأطراف IAF وILAC، بموجب ISO/IEC 17025 للاختبارات المعملية، وISO/IEC 17020 للتفتيش والمراقبة، وISO/IEC 17021-1 وISO/IEC 17065 لشهادة النظام والمنتجات. تضمن هذه السلسلة قبول التقارير والشهادات الصادرة في جميع أنحاء العالم.
تعتمد إمكانية تقديم هذا الاختبار ضمن النطاق المعتمد على منتجك والمعيار المطبق؛ وبما أن الاعتماد يعتمد على الطريقة، يتم تأكيد النطاق كتابيًا في مرحلة عرض الأسعار.
النطاق والتفويضاتاللوائح ذات الصلة
- معايير المنتج المادي
- مواصفات أداء مواد البناء
Mekanik Testler — ما الذي يغطيه مجال الاختبار هذا؟
يصف القسم أدناه المجال الذي ينتمي إليه اختبار اختبار الضغط؛ أما شروط ومعايير قبول هذا الاختبار تحديدًا فترد في الأقسام أعلاه. يتم تأكيد النطاق الخاص بمنتجكم كتابيًا في مرحلة العرض السعري.
تقيس الاختبارات الميكانيكية كيفية تصرف مادة أو قطعة تحت القوة. وتمتد العائلة من الحمل الساكن (الشد والانضغاط والانحناء) إلى السلوك المرتبط بالزمن (الإجهاد والزحف)، ومن الصلادة والتآكل إلى متانة الكسر.
القاسم المشترك بين هذه الاختبارات هو أن النتيجة تُبلَّغ كخاصية للمادة. فمقاومة الخضوع أو الصلادة ليست قرار مطابقة؛ بل بيانات رقمية سيقارن بها التصميم ومعيار المنتج. لذا تكون تقارير الاختبار الميكانيكي عادة مدخلًا لقرار هندسي لا لاعتماد منتج — اختيار المادة، معامل الأمان، تقدير العمر.
التمييز بين السلوك الساكن والديناميكي هو مفتاح فهم هذا الميدان. فقد تبدو قطعة غير مجهدة تمامًا تحت حمل ساكن لكنها تنكسر تحت حمل متكرر؛ ويحدث كسر الإجهاد عند إجهادات أقل بكثير من مقاومة الخضوع ودون سابق إنذار. لذا لا يكفي اختبار الشد وحده كدليل للقطع الدوارة أو المهتزة أو الخاضعة لحمل دوري.
تحدد ظروف الاختبار النتيجة، وهذا أمر حاسم لوضوح التقرير: هندسة العينة وسرعة التحميل ودرجة الحرارة والتكييف وترتيب القبض. وتعطي المادة نفسها قيمًا مختلفة في ظروف مختلفة. وفي اللدائن يكون تأثير السرعة واضحًا جدًا، وفي المعادن تأثير درجة الحرارة؛ أما في المركبات فيغيّر اتجاه العينة النتيجة تمامًا.
الصلادة هي القياس الأكثر إساءة استخدام في هذا الميدان. ونظرًا لكونها سريعة وشبه غير متلفة ورخيصة، تُستخدم غالبًا بدلًا من المقاومة. وتوجد جداول تحويل من الصلادة إلى المقاومة لكنها تقريبية وتعتمد على فئة المادة؛ واستخدامها كدليل وحيد في قبول المواد خطأ.
يتطلب جانب ميكانيكا الكسر كفاءة خاصة. وتتيح قياسات متانة الكسر ومعدل نمو تشقق الإجهاد حساب المدة التي ستصمد فيها بنية متشققة؛ وهي أساس تصميم تحمل الضرر في مجالات مثل معدات الضغط وهياكل الطائرات وخطوط الأنابيب.
مجموعات الطرق في هذا المجال
الاختبارات الساكنة
الشد والانضغاط والانحناء والقص والالتواء. وتُستخرج مقاومة الخضوع ومقاومة الشد والاستطالة ومعامل المرونة.
اختبارات الصدم
صدم شاربي وإيزود المُشقوق؛ ويُحدَّد سلوك انتقال المادة من الهش إلى المطاوع بحسب درجة الحرارة.
صلابة
برينل وفيكرز وروكويل وشور والصلادة الدقيقة. وهي مفيدة لعمق المعالجة السطحية والاختلافات المحلية في المقاومة.
الإجهاد (كلال)
إجهاد محوري مضبوط بالقوة والانفعال، إجهاد الانحناء؛ منحنيات S-N وحد التحمل.
الزحف واسترخاء الإجهاد
السلوك تحت الحمل طويل الأمد عند درجة حرارة عالية؛ وهو حاسم في مواد الغلايات والتوربينات ومعدات الضغط.
ميكانيكا الكسر
متانة الكسر بالانفعال المستوي والتكامل J وCTOD ومعدل نمو تشقق الإجهاد.
التآكل والاحتكاك
تآكل تابر والأسطوانة الدوارة، وقياسات معامل الاحتكاك.
أمور يشيع الخلط بينها في هذا المجال
- حساب المقاومة من الصلادة تقريبي؛ ولا يمكن استخدامه كدليل وحيد في قبول المواد.
- لا تُثبت المقاومة الساكنة الكافية مقاومة الإجهاد؛ وتتطلب القطعة الخاضعة لحمل دوري اختبارًا منفصلًا.
- إذا لم يُذكر معدل الاختبار ودرجة الحرارة، فلا يمكن مقارنة النتيجة — خصوصًا في البوليمرات والمواد المركبة.
- قد لا تعطي عينة الاختبار والجزء الفعلي القيمة نفسها؛ فاتجاه القولبة وخطوط اللحام والاختلافات في المعالجة السطحية كلها لها تأثير.
- قيمة المقاومة المذكورة لمادة مركبة دون تحديد اتجاه العينة لا معنى لها.
- تقيس نظيرتا ASTM وISO الكمية نفسها لكنهما تستخدمان هندسة عينة مختلفة؛ ولا تُعامل النتائج على أنها متكافئة تمامًا.
ما القرارات التي تدعمها هذه النتائج
- التحقق من التصميم واختيار المواد
- فحص المواد الواردة واعتماد المورد
- تلبية المتطلبات الميكانيكية لمعيار المنتج
- تحليل الأعطال والتنبؤ بالعمر وحساب تحمل الضرر
- التحقق من عمليات المعالجة الحرارية ومعالجة السطح
الاختبارات ذات الصلة
الأسئلة الشائعة حول اختبار الضغط
لماذا يجب أن يكون للعينة نسبة طول / مقطع عرضي محددة؟
تفشل العينات الطويلة والنحيلة عن طريق الانبعاج بدلاً من الضغط؛ وفي هذه الحالة لا تمثل القيمة المقاسة قوة ضغط المادة. وبالتالي فإن المعايير تحد من هذه النسبة.