آزمون فشار – Compression Test

آزمون فشار

آزمون فشار، یکی دیگر از مجموعه آزمون‌های مکانیکی، برای تعیین خواص مکانیکی مواد است. آزمون فشار عمدتا مبنایی است، برای پذیرش یا رد مواد ترد غیر فلزی و دیگر موادی که استحکام کششی (tensile strength) بسیار اندکی دارند. مانند بتن ها، چوب و دیگر مواد بنایی-ساختمانی (masonry). هر چند که این آزمون می تواند، برای تعیین خواص مکانیکی فلزات نیز استفاده شود، اما ترجیحا به علت پاره ای مشکلات کمتر استفاده می شود و بیشتر برای فلزات ترد مانند چدن ها کاربرد دارد. برخی از دلایلی که آزمون فشار کمتر برای فلزات استفاده می شود، به شرح ذیل است:

  1. اعمال نیروی کاملا محوری در فشار مشکل است، لذا منجر به تنش های غیر یکنواخت می شود.
  2. اصطکاک بین سر ماشین و نمونه، روی نتایج تاثیر می گذلرد و سبب می شود که تنش ها مقادیر کوچکی داشته باشند.
  3. نیروی گریز از مرکز ممکن است سبب ایجاد ناپایداری شود.
  4. نمونه های بزرگ تمایل به خمیدگی و کمانش دارند، بنابراین محدودیت در ارتفاع نمونه باید لحاظ شود.
  5. نتایج نمونه های کوچک دقت کمی دارد و استفاده از نمونه های بزرگ، نیاز به تجهیزاتی با توان بالا دارد.

آزمون فشار

۱- کلیات آزمون

آزمون فشار توسط دستگاه های تست یونیورسال (UTM)، برای به دست آوردن استحکام فشاری استاتیکی مواد (compressive strength) انجام می شود. انتخاب نوع دستگاه عمدتا بر مبنای پارامترهایی مانند شکل، هندسه و خواص استحکامی قطعه است. جدول ذیل اجمالا، مشخصات چند دستگاه را نشان می دهد.

آزمون فشار

 نمونه بایستی طبق استاندارد های مربوطه ساخته شود و کاملا در مرکز فک دستگاه قرار بگیرد تا نیروی فشاری بطور یکنواخت اعمال شود. در آزمون فشار نیروی فشاری از دو طرف اعمال شده و در واقع نمونه بین فک های دستگاه فشرده می شود.

یکی از مشکلاتی که در طی آزمون فشار رخ می دهد، کمانش (buckling) است که برای اجتناب از آن بایستی نسبت ارتفاع نمونه به قطر آن (h to d ratio)، کمتر از ۲ باشد. استحکام فشاری ضرورتا به این نسبت وابسته است و هرچند که نسبت ارتفاع به قطر، بیشتر باشد، استحکام فشاری، مقدار پایین تری محاسبه خواهد شد. همچنین در آزمون فشار از آنجا که اصطکاک بین سنبه و فک های نگهدارنده در تمامی سطوح نمونه یکسان نیست، سطوحی از نمونه که بیشترین سطح تماس با سنبه و فک ها را دارند، دچار تغییر شکل مومسان بیشتری می شوند و این مسئله باعث ایجاد نوعی تغییر شکل ناموزون می شود که به پدیده بشکه ای شدن (barreling) معروف است. شکل ۱ طرح واره ای از پدیده بشکه ای شدن را نشان می دهد.

آزمون فشار

شکل ۱- طرح واره ای از پدیده بشکه ای شدن

۲- نتایج آزمون فشار

هنگامی که ماده تحت نیروی فشاری قرار می گیرد، رابطه تنش و کرنش مشابه همان است که تحت نیروی کششی مشاهده      می شود. بدین صورت که تا سطح معینی از تنش، رفتار ماده کشسان خواهد بود و بعد از آن، تغییر شکل موسان آغاز می شود.

استحکام فشاری، بیشینه ی نیرو (قبل از انهدام نمونه)، تقسیم بر مساحت سطح مقطع نمونه است که مطابق رابطه ذیل محاسبه می شود:

شکل۲٫ یک نمونه منحنی تنش-کرنش را برای آزمون فشار یک فلز ترد نشان می دهد.

آزمون فشارشکل ۲- منحنی تنش-کرنش یک فلز ترد تحت آزمون فشار

ذر بارگذاری فشاری شکست ماده در اثر پدیده محدب شدن یا شکم دادن (bulging) رخ می دهد. خاصیت محدب شدن مشابه داکتیلیته در آزمون کشش است و معیاری از نرمی و انعطاف پذیری (malleability) مواد محسوب می شود. مدول الاستیک در بارگذاری کششی و فشاری باید برابر باشند به استثناء برخی مواد دو مدوله (bi-modulus) مانند چوب.

در صورت علاقه می‌توانید پست مربوط به آزمون کشش را +اینجا مشاهده کنید.
همچنین می‌توانید جزوات درس خواص‌مکانیکی را از +اینجا دانلود نمایید.

 منابع :
پیوست شده است.

لینک کوتاه مطلب

متالورژي خورشیدی دوشنبه ۲۲ مرداد ۱۳۹۷ 212 بازدید
رمز کلیه فایل های فشرده : (باحروف کوچک تایپ شود)

دیدگاه کاربران ۰دیدگاه

دیدگاه خود را بنویسید