Τι είναι η Δοκιμή κάμψης;
Η δοκιμή κάμψης είναι μια δοκιμή κατά την οποία ένα δείγμα που στηρίζεται σε δύο στηρίγματα φορτώνεται στο κέντρο (τρία σημεία) ή σε δύο σημεία (τεσσάρων σημείων) ενώ μετράται η αντοχή κάμψης και ο συντελεστής κάμψης.
Σκοπός της Δοκιμή κάμψης
Σκοπός είναι ο προσδιορισμός της ακαμψίας και της αντοχής του υλικού κάτω από φορτία κάμψης, παρέχοντας δεδομένα ποιοτικού ελέγχου και σχεδιασμού ειδικά για πλαστικά, σύνθετα και κεραμικά υλικά.
Σε ποια προϊόντα εφαρμόζεται η Δοκιμή κάμψης;
- Πλαστικά και σύνθετα φύλλα
- Μεταλλικό φύλλο και τομή
- Κεραμικά και γυάλινα εξαρτήματα
- Ξύλο και πάνελ με βάση το ξύλο
- Δείγματα δομικών υλικών
Σε ποιους τομείς χρησιμοποιείται η Δοκιμή κάμψης;
Πρότυπα σχετικά με τη Δοκιμή κάμψης
- ISO 178
- ASTM D790
- ISO 7438
- ISO 14125
Συνθήκες της Δοκιμή κάμψης
- Ρύθμιση φόρτωσης
- Κάμψη τριών σημείων ή τεσσάρων σημείων
- Εύρος υποστήριξης
- Αναλογία που ορίζεται στο πρότυπο σύμφωνα με το πάχος του δείγματος
- Ταχύτητα δοκιμής
- Συνήθως 2 mm/min σε ISO 178 (χαμηλότερη ταχύτητα για μέτρηση συντελεστή)
- Περιβάλλο
- 23 °C ± 2 °C και 50% ± 10 σχετική υγρασία (πολυμερή)
Εξοπλισμός για τη Δοκιμή κάμψης
- Καθολική μηχανή δοκιμών
- Εξάρτημα κάμψης τριών/τεσσάρων σημείων
- Μετατροπέας μετατόπισης
- Θάλαμος κλιματισμού
Απαιτήσεις δείγματος για τη Δοκιμή κάμψης
- Το τυπικό δείγμα για το ISO 178 είναι 80 × 10 × 4 mm
- Οι άκρες πρέπει να είναι απαλλαγμένες από γρέζια και λείες
- Γενικά τουλάχιστον πέντε δείγματα ανά σετ
- Για τα σύνθετα υλικά πρέπει να αναφέρεται ο προσανατολισμός των ινών
Διάρκεια της Δοκιμή κάμψης
Η δοκιμή ανά δείγμα διαρκεί λίγα λεπτά. ένα σετ που περιλαμβάνει κλιματισμό διαρκεί μισή εργάσιμη ημέρα.
Διαδικασία της Δοκιμή κάμψης
- 1Μετρώνται οι διαστάσεις του δείγματος.
- 2Τα δείγματα ρυθμίζονται στο καθορισμένο περιβάλλον.
- 3Το άνοιγμα στήριξης ρυθμίζεται σύμφωνα με το πάχος του δείγματος.
- 4Το φορτίο εφαρμόζεται με τον καθορισμένο ρυθμό. καταγράφονται η δύναμη και η παραμόρφωση.
- 5Η φόρτιση συνεχίζει να σπάει ή την τιμή εκτροπής που ορίζεται στο πρότυπο.
- 6Υπολογίζεται η αντοχή και ο συντελεστής κάμψης.
Κριτήρια αποδοχής της Δοκιμή κάμψης
Το κριτήριο αποδοχής δίνεται στο πρότυπο προϊόντος ή υλικού. ορίζεται ως ελάχιστη αντοχή κάμψης και ελάχιστο μέτρο κάμψης.
Αξιολόγηση Αποτελεσμάτων
Η θέση της θραύσης πρέπει να είναι μεταξύ των στηριγμάτων και εντός της ζώνης φόρτωσης. Τα δείγματα που σπάνε πολύ κοντά σε ένα στήριγμα αποκλείονται από την αξιολόγηση.
Έκθεση της Δοκιμή κάμψης
- Εφαρμοσμένο πρότυπο και αναθεώρηση
- Διάταξη φόρτωσης και άνοιγμα στήριξης
- Διαστάσεις δείγματος και προετοιμασία
- Τιμές αντοχής και συντελεστή κάμψης
- Καμπύλη δύναμης-εκτροπής
Διαπίστευση
Η EUROLAB κατέχει διεθνώς αναγνωρισμένη διαπίστευση που λαμβάνεται από φορείς διαπίστευσης που συμμετείχαν στις συμφωνίες πολυμερούς αναγνώρισης IAF και ILAC, σύμφωνα με το ISO/IEC 17025 για εργαστηριακές δοκιμές, το ISO/IEC 17020 για την επιθεώρηση και την επιτήρηση και το ISO/IEC 17021-1 και το σύστημα πιστοποίησης προϊόντων ISO/IEC. Αυτή η αλυσίδα διασφαλίζει ότι οι εκθέσεις και τα πιστοποιητικά που εκδίδονται γίνονται αποδεκτά παγκοσμίως.
Το εάν αυτή η δοκιμή μπορεί να προσφερθεί εντός αναγνωρισμένου πεδίου εξαρτάται από το προϊόν σας και το πρότυπο που εφαρμόζεται. Δεδομένου ότι η διαπίστευση βασίζεται στη μέθοδο, το πεδίο εφαρμογής επιβεβαιώνεται γραπτώς στο στάδιο της προσφοράς.
Πεδίο εφαρμογής και εξουσιοδοτήσειςΣχετικοί Κανονισμοί
- Πρότυπα υλικών προϊόντων
Mekanik Testler — Τι καλύπτει αυτός ο τομέας δοκιμών;
Η παρακάτω ενότητα περιγράφει τον τομέα στον οποίο ανήκει η δοκιμή Δοκιμή κάμψης· οι συνθήκες και τα κριτήρια αποδοχής αυτής της συγκεκριμένης δοκιμής δίνονται στις παραπάνω ενότητες. Το πεδίο εφαρμογής που αφορά το προϊόν σας επιβεβαιώνεται εγγράφως στο στάδιο της προσφοράς.
Οι μηχανικές δοκιμές μετρούν πώς συμπεριφέρεται ένα υλικό ή εξάρτημα υπό δύναμη. Η οικογένεια εκτείνεται από στατική φόρτιση (εφελκυσμός, θλίψη, κάμψη) έως εξαρτώμενη από τον χρόνο συμπεριφορά (κόπωση, ερπυσμός), και από σκληρότητα και φθορά έως δυσθραυστότητα.
Το κοινό χαρακτηριστικό αυτών των δοκιμών είναι ότι το αποτέλεσμα αναφέρεται ως ιδιότητα υλικού. Το όριο διαρροής ή η σκληρότητα δεν είναι απόφαση συμμόρφωσης· είναι αριθμητικά δεδομένα με τα οποία θα συγκριθεί ο σχεδιασμός και το πρότυπο προϊόντος. Οι εκθέσεις μηχανικών δοκιμών επομένως συνήθως αποτελούν είσοδο για μηχανική απόφαση παρά για έγκριση προϊόντος — επιλογή υλικού, συντελεστής ασφαλείας, πρόβλεψη διάρκειας ζωής.
Η διάκριση μεταξύ στατικής και δυναμικής συμπεριφοράς είναι το κλειδί για την κατανόηση του τομέα. Ένα εξάρτημα μπορεί να φαίνεται εντελώς αφόρτιστο υπό στατικό φορτίο αλλά να σπάει υπό επαναλαμβανόμενη φόρτιση· η θραύση κόπωσης συμβαίνει σε τάσεις πολύ κάτω από το όριο διαρροής και δεν δίνει προειδοποίηση. Για περιστρεφόμενα, δονούμενα ή κυκλικά φορτιζόμενα εξαρτήματα, μια δοκιμή εφελκυσμού μόνη της δεν αποτελεί επομένως επαρκές αποδεικτικό στοιχείο.
Οι συνθήκες δοκιμής καθορίζουν το αποτέλεσμα, και αυτό είναι κρίσιμο για την αναγνωσιμότητα της έκθεσης: γεωμετρία δοκιμίου, ρυθμός φόρτισης, θερμοκρασία, ρύθμιση συνθηκών και διάταξη σύσφιξης. Το ίδιο υλικό δίνει διαφορετικές τιμές υπό διαφορετικές συνθήκες. Στα πλαστικά η επίδραση ρυθμού είναι πολύ έντονη, στα μέταλλα η επίδραση θερμοκρασίας· στα σύνθετα ο προσανατολισμός του δοκιμίου αλλάζει εντελώς το αποτέλεσμα.
Η σκληρότητα είναι η πιο κακώς χρησιμοποιούμενη μέτρηση στον τομέα. Επειδή είναι γρήγορη, σχεδόν μη καταστροφική και φθηνή, χρησιμοποιείται συχνά αντί της αντοχής. Υπάρχουν πίνακες μετατροπής σκληρότητας σε αντοχή, αλλά είναι κατά προσέγγιση και εξαρτώνται από την ομάδα υλικού· η χρήση τους ως μόνο αποδεικτικό στην αποδοχή υλικού είναι λανθασμένη.
Η πλευρά της μηχανικής θραύσης απαιτεί ειδική επάρκεια. Οι μετρήσεις δυσθραυστότητας και ρυθμού ανάπτυξης ρωγμής κόπωσης καθιστούν δυνατό τον υπολογισμό πόσο θα αντέξει μια ρηγματωμένη κατασκευή· αποτελούν τη βάση του σχεδιασμού ανοχής βλάβης σε τομείς όπως εξοπλισμός υπό πίεση, αεροπορικές κατασκευές και αγωγοί.
Ομάδες μεθόδων σε αυτόν τον τομέα
Στατικές δοκιμές
Εφελκυσμός, θλίψη, κάμψη, διάτμηση και στρέψη. Λαμβάνονται όριο διαρροής και αντοχή σε εφελκυσμό, επιμήκυνση και μέτρο ελαστικότητας.
Δοκιμές κρούσης
Κρούση εντομής Charpy και Izod· η συμπεριφορά μετάβασης εύθραυστου-όλκιμου του υλικού καθορίζεται συναρτήσει της θερμοκρασίας.
Σκληρότητα
Brinell, Vickers, Rockwell, Shore και μικροσκληρότητα. Πολύτιμη για το βάθος επεξεργασίας επιφάνειας και τοπικές διαφορές αντοχής.
Κόπωση
Αξονική κόπωση ελεγχόμενη από δύναμη και παραμόρφωση, κόπωση κάμψης· καμπύλες S-N και όριο αντοχής.
Ερπυσμός και χαλάρωση τάσης
Συμπεριφορά υπό μακροχρόνιο φορτίο σε υψηλή θερμοκρασία· καθοριστική για υλικά λεβήτων, στροβίλων και εξοπλισμού υπό πίεση.
Μηχανική θραύσης
Δυσθραυστότητα επίπεδης παραμόρφωσης, ολοκλήρωμα J, CTOD και ρυθμός ανάπτυξης ρωγμής κόπωσης.
Φθορά και τριβή
Φθορά Taber και περιστρεφόμενου τυμπάνου, μετρήσεις συντελεστή τριβής.
Συχνές συγχύσεις σε αυτόν τον τομέα
- Ο υπολογισμός αντοχής από σκληρότητα είναι κατά προσέγγιση· δεν μπορεί να χρησιμοποιηθεί ως μόνο αποδεικτικό στην αποδοχή υλικού.
- Η επαρκής στατική αντοχή δεν αποδεικνύει την αντοχή σε κόπωση· ένα κυκλικά φορτιζόμενο εξάρτημα απαιτεί ξεχωριστή δοκιμή.
- Αν δεν αναφέρονται ο ρυθμός δοκιμής και η θερμοκρασία, το αποτέλεσμα δεν είναι συγκρίσιμο — ιδίως σε πολυμερή και σύνθετα υλικά.
- Ένα δοκίμιο δοκιμής και το πραγματικό εξάρτημα ενδέχεται να μην δίνουν την ίδια τιμή· ο προσανατολισμός καλουπιού, οι γραμμές συγκόλλησης και οι διαφορές επιφανειακής επεξεργασίας έχουν όλες επίδραση.
- Μια τιμή αντοχής που δίνεται για ένα σύνθετο υλικό χωρίς αναφορά στον προσανατολισμό του δοκιμίου είναι χωρίς νόημα.
- Τα αντίστοιχα ASTM και ISO μετρούν το ίδιο μέγεθος αλλά χρησιμοποιούν διαφορετική γεωμετρία δοκιμίου· τα αποτελέσματα δεν θεωρούνται άμεσα ισοδύναμα.
Ποιες αποφάσεις υποστηρίζουν αυτά τα αποτελέσματα
- Επαλήθευση σχεδιασμού και επιλογή υλικού
- Έλεγχος εισερχόμενου υλικού και έγκριση προμηθευτή
- Πλήρωση των μηχανικών απαιτήσεων του προτύπου προϊόντος
- Ανάλυση αστοχίας, πρόβλεψη διάρκειας ζωής και υπολογισμός ανοχής βλάβης
- Επαλήθευση διεργασιών θερμικής και επιφανειακής κατεργασίας
Σχετικά τεστ
Συχνές ερωτήσεις για τη Δοκιμή κάμψης
Ποια είναι η διαφορά μεταξύ της κάμψης τριών σημείων και τεσσάρων σημείων;
Στην κάμψη τριών σημείων, η μέγιστη ροπή εμφανίζεται σε ένα μόνο τμήμα και η ρύθμιση είναι απλή. Σε κάμψη τεσσάρων σημείων, η ροπή παραμένει σταθερή μεταξύ των δύο σημείων φόρτισης. είναι πιο πιθανό να συλλάβει το πιο αδύναμο τμήμα του υλικού και προτιμάται για σύνθετα.