ما هو اختبار الانحناء؟
اختبار الانثناء هو اختبار يتم فيه تحميل عينة مستندة على دعامتين في المركز (ثلاث نقاط) أو عند نقطتين (أربع نقاط) بينما يتم قياس قوة الانثناء ومعامل الانثناء.
الغرض من اختبار الانحناء
والغرض من ذلك هو تحديد صلابة المادة وقوتها تحت أحمال الانثناء، وتوفير مراقبة الجودة وبيانات التصميم خاصة للمواد البلاستيكية والمركبة والسيراميك.
على أي منتجات يُطبَّق اختبار الانحناء؟
- صفائح بلاستيكية ومركبة
- الصفائح المعدنية والقسم
- مكونات السيراميك والزجاج
- الألواح الخشبية والخشبية
- عينات مواد البناء
في أي قطاعات يُستخدم اختبار الانحناء؟
المواصفات المتعلقة بـ اختبار الانحناء
- ISO 178
- أستم D790
- ISO 7438
- ISO 14125
شروط اختبار الانحناء
- ترتيب التحميل
- الانحناء بثلاث نقاط أو أربع نقاط
- مدى الدعم
- النسبة المحددة في المعيار وفقًا لسمك العينة
- سرعة الاختبار
- عادةً 2 مم/دقيقة في ISO 178 (سرعة أقل لقياس المعامل)
- بيئة
- 23 درجة مئوية ± 2 درجة مئوية و50% ± 10 رطوبة نسبية (بوليمرات)
جهاز اختبار الانحناء
- آلة الاختبار العالمية
- تركيبات الانحناء ثلاثية/أربع نقاط
- محول الإزاحة
- غرفة التكييف
متطلبات العينة لـ اختبار الانحناء
- العينة النموذجية للمواصفة ISO 178 هي 80 × 10 × 4 مم
- يجب أن تكون الحواف خالية من نتوءات وناعمة
- عموما خمس عينات على الأقل لكل مجموعة
- بالنسبة للمركبات، يجب تحديد اتجاه الألياف
مدة اختبار الانحناء
يستغرق الاختبار لكل عينة بضع دقائق؛ المجموعة بما في ذلك التكييف تستغرق نصف يوم عمل.
إجراء اختبار الانحناء
- 1يتم قياس أبعاد العينة.
- 2العينات مشروطة في بيئة محددة.
- 3يتم ضبط فترة الدعم وفقًا لسمك العينة.
- 4يتم تطبيق الحمل بمعدل محدد؛ يتم تسجيل القوة والانحراف.
- 5يستمر التحميل في الكسر أو قيمة الانحراف المحددة في المعيار.
- 6يتم حساب قوة الانثناء ومعامله.
معايير قبول اختبار الانحناء
يتم تحديد معيار القبول في معيار المنتج أو المادة؛ يتم تعريفه على أنه الحد الأدنى من قوة الانثناء والحد الأدنى من معامل الانثناء.
تقييم النتائج
يجب أن يكون موقع الكسر بين الدعامات وداخل منطقة التحميل. يتم استبعاد العينات التي تنكسر بالقرب من الدعم من التقييم.
تقرير اختبار الانحناء
- المعيار التطبيقي والمراجعة
- ترتيب التحميل ومدى الدعم
- أبعاد العينة وتكييفها
- قوة الانثناء وقيم المعامل
- منحنى القوة-الانحراف
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
Mekanik Testler — ما الذي يغطيه مجال الاختبار هذا؟
يصف القسم أدناه المجال الذي ينتمي إليه اختبار اختبار الانحناء؛ 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 الانحناء
ما هو الفرق بين الانحناء ثلاث نقاط وأربع نقاط؟
في الانحناء ثلاثي النقاط، يحدث الحد الأقصى للعزم عند قسم واحد ويكون الإعداد بسيطًا. في الانحناء رباعي النقاط، يظل العزم ثابتًا بين نقطتي التحميل؛ من المرجح أن تلتقط الجزء الأضعف من المادة ويفضل استخدام المواد المركبة.