แรงเฉือนหมุน

การทดสอบแรงเฉือนแบบหมุน (Rotational Shear Testing) เป็นวิธีการเฉพาะทางที่ใช้วัดแรงบิดหรือแรงบิดที่จำเป็นต่อการเสียรูปของวัสดุหรือส่วนประกอบ วิศวกรสามารถกำหนด แรงเฉือน ซึ่งเป็นแรงต่อหน่วยพื้นที่ที่เกิดขึ้นเมื่อชั้นวัสดุเลื่อนชนกัน โดยการใช้แรงหมุนที่ควบคุมได้

การทดสอบประเภทนี้มีประโยชน์อย่างยิ่งในอุตสาหกรรมที่ส่วนประกอบหรือชุดประกอบต้องทนต่อแรงหมุนโดยไม่เกิดความเสียหาย กาว อุปกรณ์การแพทย์ ชิ้นส่วนยานยนต์ อุปกรณ์กีฬา และ วัสดุก่อสร้าง มักได้รับการทดสอบด้วยวิธีนี้เพื่อยืนยันประสิทธิภาพ ความทนทาน และการปฏิบัติตามข้อกำหนดด้านความปลอดภัย

สำหรับกาว การทดสอบแรงเฉือนแบบหมุนจะประเมินว่าข้อต่อที่ยึดติดนั้นต้านทานแรงบิดได้ดีเพียงใด ใน ภาคยานยนต์ การทดสอบนี้จะประเมินความสมบูรณ์ของส่วนประกอบต่างๆ เช่น ตัวยึด เพลา และข้อต่อ ภายใต้สภาวะการใช้งานจริง ในการผลิตอุปกรณ์กีฬา เช่น อุปกรณ์ยิมนาสติก หรือโครงปีนผา วิธีการนี้จะตรวจสอบว่าผลิตภัณฑ์เป็นไปตามมาตรฐานความปลอดภัยก่อนนำออกสู่ตลาดหรือไม่

ด้วยการวัดแรงบิดและ ความเค้นเฉือน อย่างแม่นยำ ผู้ผลิตสามารถออกแบบผลิตภัณฑ์ที่แข็งแกร่ง ปลอดภัย และเชื่อถือได้มากขึ้น พร้อมทั้งตรงตามมาตรฐานการทดสอบระดับสากลที่เข้มงวด

มีหลายวิธีในการวัด แรงเฉือน โดยวิธีการทดสอบแรงเฉือนแบบหมุนและเทคนิคที่ใช้แรงบิดเป็นวิธีการที่นิยมใช้กันมากที่สุด ทั้งสองวิธีนี้ใช้แรงหมุน แต่วิธีการวัดและการใช้แรงบิดแตกต่างกัน

การทดสอบแรงเฉือนแบบหมุน

ตัวอย่าง ซึ่งมักจะเป็นข้อต่อแบบติดกาวหรือชุดประกอบที่ยึดติด จะถูกยึดติดไว้ระหว่างอุปกรณ์ยึดสองชิ้น อุปกรณ์ยึดชิ้นหนึ่งจะอยู่กับที่ ในขณะที่อีกชิ้นจะหมุน ทำให้เกิดแรงบิดจนกระทั่งอุปกรณ์ยึดติดเกิดการเสียหายหรือเคลื่อนที่ถึงระยะที่กำหนด แรงบิดและระยะเคลื่อนที่เชิงมุมจะถูกบันทึก ซึ่งช่วยให้วิศวกรสามารถคำนวณ แรงเฉือน และประเมินพฤติกรรมภายใต้แรงบิดได้

วิธีทดสอบแรงบิด

การทดสอบแรงบิดมักใช้กับชิ้นงานทรงกระบอก เช่น แท่งเหล็ก ลวด หรือเพลา โดยจะใช้แรงบิดจนกระทั่งเกิดการแตกหัก มักใช้ในวิทยาศาสตร์วัสดุเพื่อประเมินคุณสมบัติเชิงกลของโลหะ พอลิเมอร์ และวัสดุผสม

การทดสอบแรงเฉือนแบบหมุนเหมาะเป็นพิเศษสำหรับข้อต่อที่ยึดติด โดยที่เส้นยึดติดต้องรับแรงหมุนมากกว่าแรงเชิงเส้นล้วนๆ

การทดสอบความแข็งแรงของแรงเฉือนและแรงบิดแบบหมุน ใช้ในหลายภาคส่วน รวมถึง:

• กาวและสารปิดผนึก: การกำหนดความแข็งแรงในการหมุนของข้อต่อกาวที่บ่มด้วยแสงยูวีในชิ้นส่วน อิเล็กทรอนิกส์ ยานยนต์ และ อุปกรณ์ทางการแพทย์
• ยานยนต์: การประเมินความต้านทานแรงบิดในข้อต่อที่ยึดติดหรือยึดด้วยกลไกเพื่อให้มั่นใจถึงประสิทธิภาพภายใต้แรงสั่นสะเทือนและภาระ
• การก่อสร้าง: การทดสอบวัสดุยึดติดในข้อต่อโครงสร้าง ระบบพื้น หรืออุปกรณ์ด้านความปลอดภัยเพื่อให้เป็นไปตามข้อบังคับอาคาร
• อุปกรณ์ทางการแพทย์: การตรวจสอบเสถียรภาพแรงบิดในเครื่องมือที่มีความแม่นยำเพื่อให้แน่ใจถึงความปลอดภัยและความน่าเชื่อถือในการใช้งานซ้ำ

ตัวอย่างเช่น ใน อุปกรณ์อิเล็กทรอนิกส์ ข้อต่อกาวที่รักษาด้วยแสงยูวีในขั้วต่อขนาดเล็กอาจได้รับการทดสอบให้ทนต่อแรงบิดมากกว่า 1 นิวตันเมตร เพื่อจำลองแรงแยกกันที่เกิดขึ้นซ้ำๆ

มาตรฐาน ASTM D3658

มาตรฐานนี้กำหนดวิธีการประเมินความแข็งแรงของแรงบิดของกาว โดยเฉพาะอย่างยิ่งกาวที่บ่มด้วยแสงยูวี ครอบคลุมการออกแบบอุปกรณ์ยึดติด อัตราการหมุน และเกณฑ์ความล้มเหลว เพื่อเป็นกรอบการประเมินที่สอดคล้องกัน

การปฏิบัติตาม ASTM D3658 ช่วยให้ผู้ผลิตสามารถเปรียบเทียบสูตรกาว ตรวจสอบการอ้างประสิทธิภาพ และยืนยันว่าความแข็งแรงของแรงบิดตรงตามข้อกำหนดการใช้งาน

BS EN 913 (แทนที่ BS EN 12346 ในบริบทนี้)

มาตรฐาน BS EN 913 กำหนดข้อกำหนดด้านความปลอดภัยทั่วไปและวิธีการทดสอบสำหรับอุปกรณ์ยิมนาสติก รวมถึงการทดสอบแรงหมุนเพื่อตรวจสอบว่าผลิตภัณฑ์สามารถทนทานต่อการใช้งานตามที่คาดไว้โดยไม่เกิดความเสียหาย การปฏิบัติตามข้อกำหนดนี้ช่วยให้มั่นใจได้ถึงความปลอดภัยของอุปกรณ์ ช่วยหลีกเลี่ยงการเรียกคืนสินค้าที่มีค่าใช้จ่ายสูง และเป็นไปตามข้อกำหนดในการเข้าสู่ตลาดยุโรป

ISO 11003-1

มาตรฐานนี้กำหนดวิธีการทดสอบแรงบิดสำหรับ พฤติกรรมการเฉือน ของกาว ครอบคลุมการเตรียมชิ้นงาน การติดตั้ง การใช้แรงหมุน และการวัดแรงบิดและการเคลื่อนที่ มาตรฐานนี้ใช้โดยผู้ผลิตกาวและอุตสาหกรรมที่ข้อต่อต้องต้านทาน แรงเฉือน ทั้งแบบเชิงเส้นและแบบหมุน

Mecmesin นำเสนอ ระบบทดสอบแรงบิด ที่ออกแบบมาเพื่อให้ได้ผลลัพธ์ที่แม่นยำสูงและทำซ้ำได้ในการทดสอบแรงเฉือนแบบหมุน

เครื่องทดสอบแรงบิดอัตโนมัติ Vortex-i

ระบบทดสอบแรงบิดแบบ ใช้มอเตอร์ เหมาะสำหรับข้อต่อกาว ชิ้นส่วนเครื่องกล และส่วนประกอบอุปกรณ์ความปลอดภัย Vortex-i สามารถควบคุมความเร็วในการหมุน ทิศทาง และแรงกระทำได้อย่างแม่นยำ และสามารถวัดค่าได้ตั้งแต่ 0.01 นิวตันเมตร ถึง 10 นิวตันเมตร ด้วยความละเอียด 0.001 นิวตันเมตร

ซอฟต์แวร์ทดสอบ VectorPro

แพลตฟอร์มอันทรงพลังสำหรับการออกแบบขั้นตอนการทดสอบ การบันทึกข้อมูลแรงบิดและการเคลื่อนที่เชิงมุมแบบเรียลไทม์ และการสร้างรายงาน VectorPro ช่วยให้สามารถกำหนดเกณฑ์ผ่านหรือไม่ผ่านได้โดยอัตโนมัติ พร้อมแสดงกราฟแรงบิด-การเคลื่อนที่อย่างละเอียด รองรับมาตรฐาน ASTM D3658 , BS EN 913 และ ISO 11003-1

ขาตั้งทดสอบ OmniTest และ MultiTest-dV ของ Mecmesin เมื่อจับคู่กับเซ็นเซอร์และอุปกรณ์วัดแรงบิดที่เหมาะสม ยังสามารถทำการวัดแรงเฉือนแบบหมุนสำหรับการใช้งานเฉพาะได้อีกด้วย

ระเบียบวิธีปฏิบัติที่สม่ำเสมอ อุปกรณ์ที่แม่นยำ และการปฏิบัติตามมาตรฐานที่เกี่ยวข้อง ล้วนเป็นสิ่งสำคัญต่อผลลัพธ์ที่มีความหมาย แนวทางปฏิบัติที่แนะนำ ได้แก่:

• การเตรียมตัวอย่าง: ตรวจ สอบให้แน่ใจว่าพื้นผิวการยึดติด การใช้กาว และกระบวนการบ่มมีความสม่ำเสมอ
• การเลือกวิธีการทดสอบ: จับคู่การทดสอบการเฉือนแบบหมุนหรือการบิดให้เหมาะกับวัสดุและการใช้งาน
• การตรวจสอบการปฏิบัติตาม: ปฏิบัติตาม ASTM D3658 , BS EN 913 หรือ ISO 11003-1 ตามที่เกี่ยวข้องเพื่อให้แน่ใจว่าผลลัพธ์ได้รับการยอมรับในระดับสากล
• การควบคุมสิ่งแวดล้อม: รักษาสภาพการทดสอบไว้ที่ประมาณ 20 ±2 °C และความชื้นสัมพัทธ์ 50 ±10% เพื่อลดความแปรปรวน
• การสอบเทียบอุปกรณ์: สอบเทียบเซ็นเซอร์แรงบิด ทุก ๆ หกเดือนและตรวจสอบการจัดตำแหน่งของอุปกรณ์ก่อนการทดสอบ

เมื่อดำเนินการตามมาตรฐานเหล่านี้ การทดสอบแรงเฉือนแบบหมุนจะให้ข้อมูลเชิงลึกที่เชื่อถือได้เกี่ยวกับประสิทธิภาพของวัสดุ ความแข็งแรงของพันธะกาว และความปลอดภัยของผลิตภัณฑ์

ทีมเทคนิคของเราสามารถช่วยคุณเลือกและกำหนดค่า ระบบทดสอบแรงบิด ที่เหมาะสมกับความต้องการการเฉือนแบบหมุนของคุณได้