ما هو اختبار الالتواء؟
اختبار الالتواء هو اختبار يتم فيه تطبيق عزم الدوران على عينة حول محورها بينما يتم قياس العلاقة بين عزم الدوران وزاوية الدوران. إنه يتيح تقييم معامل القص وقوة الالتوائي والمرونة.
الغرض من اختبار الالتواء
والغرض من ذلك هو تحديد قوة وقدرة التشوه للأجزاء التي تنقل عزم الدوران، والتحقق من الليونة في الأسلاك والمثبتات.
على أي منتجات يُطبَّق اختبار الالتواء؟
- سلك وقضيب
- مهاوي ومكونات نظام الدفع
- السحابات
- مواد الربيع
في أي قطاعات يُستخدم اختبار الالتواء؟
المواصفات المتعلقة بـ اختبار الالتواء
- ISO 7800
- أستم E143
- ISO 898-7
شروط اختبار الالتواء
- سرعة الدوران
- السرعة الزاوية الثابتة حسب المعيار
- طول المقياس
- الطول الحر المحدد في المعيار وفقًا لقطر العينة
- درجة حرارة
- درجة حرارة الغرفة، أو حسب المواصفات
جهاز اختبار الالتواء
- آلة اختبار الالتواء
- محول عزم الدوران
- مقياس الزاوية (مقياس الزوايا)
- السيطرة على تركيب العينات
متطلبات العينة لـ اختبار الالتواء
- يجب أن تكون العينة منتظمة وغير تالفة
- يتم ضبط الطول الحر وفقًا للمعيار
- عموما ثلاث عينات لكل مجموعة
مدة اختبار الالتواء
الاختبار لكل عينة قصير. يتم الانتهاء من المجموعة خلال نصف يوم عمل.
إجراء اختبار الالتواء
- 1يتم قياس قطر العينة والطول الحر.
- 2يتم تركيب العينة محوريا في السيطرة.
- 3يتم تطبيق عزم الدوران بمعدل محدد؛ يتم تسجيل عزم الدوران وزاوية الدوران.
- 4يستمر التحميل في الكسر أو العدد المحدد من الدورات.
- 5يتم تقييم سطح الكسر وعدد الدورات.
معايير قبول اختبار الالتواء
يتم تعريف معيار القبول في المواصفات على أنه الحد الأدنى من عزم الدوران، أو الحد الأدنى لعدد الدورات، أو الحد الأدنى من قوة القص.
تقييم النتائج
يتم تقييم منحنى زاوية عزم الدوران وعزم الدوران المكسور ومظهر سطح الكسر معًا. يشير سطح الكسر الهش إلى نقص الليونة.
تقرير اختبار الالتواء
- تم تطبيق المعيار
- قطر العينة والطول الحر
- كسر عزم الدوران وعدد الدورات
- منحنى عزم الدوران - الزاوية
- تقييم سطح الكسر
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 السحابة
Mekanik Testler — ما الذي يغطيه مجال الاختبار هذا؟
يصف القسم أدناه المجال الذي ينتمي إليه اختبار اختبار الالتواء؛ 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 الالتواء
وفقًا لأي معيار يتم تصنيع اختبار الالتواء؟
تم تنفيذ اختبار الالتواء في النطاق ISO 7800, أستم E143 و ISO 898-7. يتم تحديد القيم الحدية ومعايير القبول الواجب تطبيقها في معيار المنتج؛ يتم تأكيد الإصدار الصالح لمنتجك كتابيًا في مرحلة العرض.
ما هي المنتجات التي ينطبق عليها اختبار الالتواء؟
يتم تطبيقه بشكل أساسي على سلك وقضيب, مهاوي ومكونات نظام الدفع, السحابات و مواد الربيع. يتم تحديد ما إذا كان منتجك مدرجًا في النطاق من خلال فحص مواصفاته الفنية والاستخدام المقصود.
تحت أي ظروف يتم تنفيذ اختبار الالتواء؟
المعلمات المحددة هي: سرعة الدوران — السرعة الزاوية الثابتة حسب المعيار, طول المقياس — الطول الحر المحدد في المعيار وفقًا لقطر العينة و درجة حرارة — درجة حرارة الغرفة، أو حسب المواصفات. الشروط الكاملة موجودة في قسم "شروط الاختبار" بالصفحة وتختلف حسب معيار المنتج.
ما نوع العينة المطلوبة لـ اختبار الالتواء؟
يجب أن تكون العينة منتظمة وغير تالفة, يتم ضبط الطول الحر وفقًا للمعيار و عموما ثلاث عينات لكل مجموعة. يتم تحديد عدد العينات وفقًا لمعيار المنتج والنطاق الذي سيتم الإبلاغ عنه.
كم من الوقت يستغرق اختبار الالتواء؟
الاختبار لكل عينة قصير. يتم الانتهاء من المجموعة خلال نصف يوم عمل. تنتمي هذه المدة إلى التجربة نفسها؛ ويتم أيضًا تقييم إعداد العينات وترتيبها في قائمة الانتظار وإعداد التقارير. ويرد في العرض جدول زمني واقعي لمنتجك.
ما هي النتيجة اختبار الالتواء التي يطلق عليها "مناسبة"؟
يتم تعريف معيار القبول في المواصفات على أنه الحد الأدنى من عزم الدوران، أو الحد الأدنى لعدد الدورات، أو الحد الأدنى من قوة القص.