Căng thẳng ở mức căng thẳng tối đa

Thử nghiệm biến dạng ở ứng suất cực đại là một phương pháp quan trọng trong đánh giá vật liệu, cung cấp phép đo chính xác mức độ biến dạng của vật liệu tại điểm chịu tải trọng cao nhất. Giá trị này rất cần thiết để hiểu được hành vi của vật liệu trong điều kiện khắc nghiệt, giúp các kỹ sư và nhà thiết kế lựa chọn vật liệu phù hợp, đáp ứng các quy định của ngành và đảm bảo an toàn và độ tin cậy lâu dài của sản phẩm.

Trong nhiều ngành công nghiệp, việc tuân thủ các tiêu chuẩn thử nghiệm được công nhận là điều cần thiết để chứng minh sự tuân thủ, duy trì tính nhất quán của sản phẩm và bảo vệ danh tiếng thương hiệu. Các tiêu chuẩn như ASTM , ISO và EN xác định quy trình thử nghiệm, chỉ rõ cách thức đo lường kết quả và đảm bảo dữ liệu có thể lặp lại và so sánh được trên khắp các địa điểm và khu vực địa lý.

Kiểm tra vật liệu sử dụng nhiều phương pháp khác nhau để đánh giá các đặc tính cơ học khác nhau. Việc lựa chọn phương pháp kiểm tra phù hợp phụ thuộc vào ứng dụng dự kiến và các tiêu chuẩn liên quan.

Các ví dụ bao gồm:

• Kiểm tra độ bền kéo - Đo lường hành vi của vật liệu khi chịu lực kéo cho đến khi vật liệu bị hỏng, cung cấp các giá trị như độ bền kéo cực đại và độ giãn dài khi đứt .
• Kiểm tra nén - Đánh giá cách vật liệu phản ứng với các lực cố gắng làm giảm kích thước của nó, cung cấp thông tin chi tiết về khả năng chịu tải.
• Kiểm tra biến dạng ở mức ứng suất tối đa - Ghi lại sự biến dạng tại điểm chính xác có ứng suất cao nhất, cung cấp số liệu hiệu suất quan trọng.

Thông thường, nhiều loại thử nghiệm được kết hợp. Ví dụ, dữ liệu độ bền kéo có thể được đánh giá cùng với biến dạng ở ứng suất tối đa để xác định vật liệu có thể kéo giãn đến mức nào trong khi vẫn chịu được tải trọng đỉnh. Việc sử dụng các công cụ đo lường và phân tích tự động như phần mềm VectorPro của Mecmesin giúp cải thiện độ chính xác, khả năng truy xuất nguồn gốc và giảm thiểu lỗi vận hành.

Ứng suất là lực tác dụng, và biến dạng là biến dạng kết quả. Khi mẫu vật chịu tải, cả ứng suất và biến dạng đều tăng cho đến khi ứng suất đạt giá trị cực đại trước khi vật liệu bắt đầu yếu đi. Biến dạng được ghi lại tại thời điểm này là biến dạng ở ứng suất cực đại .

Phép đo này cung cấp thông tin chi tiết vượt xa giới hạn chịu kéo tối đa . Nó cho thấy chính xác vật liệu hoạt động như thế nào ở giới hạn hiệu suất cao nhất, điều này rất cần thiết trong các thiết kế quan trọng về an toàn.

Đo lường chính xác đòi hỏi phải áp dụng tải trọng tăng dần đều cho đến khi đạt ứng suất cực đại, sau đó ghi lại biến dạng tương ứng. Điều này thường được thực hiện bằng cách sử dụng máy đo độ giãn dài có độ chính xác cao hoặc hệ thống đo lường kỹ thuật số tích hợp. Đường cong ứng suất-biến dạng thu được hiển thị rõ ràng điểm ứng suất cực đại và giá trị biến dạng tại thời điểm đó.

Thử nghiệm ứng suất ở mức tối đa có liên quan khi vật liệu được kỳ vọng có thể chịu tải trọng cao mà không bị biến dạng không thể chấp nhận được.

• Kỹ thuật và sản xuất - Đảm bảo các thành phần như ốc vít, giá đỡ và vỏ máy vẫn nằm trong giới hạn biến dạng cho phép ở ứng suất cực đại.
• Ô tô - Quan trọng đối với vật liệu trong khung, tấm và cấu trúc an toàn, hỗ trợ tuân thủ các yêu cầu về an toàn khi va chạm.
• Kết cấu - Xác nhận rằng dầm, đầu nối và chốt có thể hoạt động theo đúng quy định về tải trọng.
• Cao su và chất đàn hồi - ISO 37 định nghĩa thử nghiệm tính chất kéo, bao gồm độ biến dạng ở ứng suất tối đa, đối với các sản phẩm như phớt, gioăng và lốp xe.
• Vật liệu xốp và cách nhiệt - EN 826 bao gồm thử nghiệm ứng suất-biến dạng nén của các sản phẩm cách nhiệt, trong đó các chỉ số biến dạng đảm bảo tính ổn định về kích thước lâu dài.

• Các thành phần bịt kín bằng cao su - Thử nghiệm theo tiêu chuẩn ISO 37 đối với hợp chất được tối ưu hóa đã đạt được mức tăng 12 phần trăm về độ biến dạng ở ứng suất tối đa , cải thiện tuổi thọ khi chịu nén nhiều lần.
• Tấm kết cấu ô tô - So sánh hợp kim cho thấy độ bền kéo thấp hơn một chút nhưng độ biến dạng cao hơn ở ứng suất tối đa giúp cải thiện khả năng hấp thụ năng lượng trong thử nghiệm va chạm.
• Nén tấm cách nhiệt - Thử nghiệm EN 826 với phép đo biến dạng dự đoán biến dạng trong quá trình sử dụng, hướng dẫn lựa chọn vật liệu cho một tòa nhà thương mại lớn.

Việc lựa chọn tiêu chuẩn chính xác phụ thuộc vào:

• Quy định của ngành - Một số ngành chỉ định phương pháp thử nghiệm bắt buộc.
• Loại vật liệu - Kim loại, polyme, vật liệu tổng hợp và bọt đòi hỏi những phương pháp khác nhau.
• Ưu tiên về hiệu suất - Trong một số trường hợp, độ cứng ( Mô đun Young ) quan trọng hơn độ biến dạng ở ứng suất tối đa và ngược lại.
• Khả năng so sánh dữ liệu - Sử dụng cùng một tiêu chuẩn giữa các nhà cung cấp và địa điểm đảm bảo kết quả thống nhất.

Ma trận quyết định có thể đơn giản hóa quá trình lựa chọn, bắt đầu từ ngành, thu hẹp theo loại vật liệu và ưu tiên số liệu hiệu suất quan trọng nhất.

Mecmesin cung cấp các hệ thống kiểm tra tiên tiến được thiết kế để đo biến dạng chính xác, có thể lặp lại và có thể truy xuất nguồn gốc ở mức ứng suất tối đa. Từ các giải pháp để bàn nhỏ gọn như MultiTest-dV đến máy kiểm tra vạn năng OmniTest công suất lớn, tất cả các hệ thống đều tích hợp với phần mềm VectorPro để cấu hình, thực hiện và báo cáo thử nghiệm liền mạch.

Các dự án gần đây bao gồm một giàn thử nghiệm tùy chỉnh cho một nhà cung cấp ô tô, thử nghiệm ứng suất ở mức tối đa trên nhiều loại vật liệu composite. Bằng cách chạy các thử nghiệm giống hệt nhau trên tất cả các mẫu, họ có thể so sánh hiệu suất trực tiếp, lựa chọn vật liệu tốt nhất và cải thiện kết quả an toàn trong sản xuất.

Thử nghiệm ứng suất ở mức ứng suất tối đa cung cấp cho các kỹ sư những hiểu biết cần thiết để thiết kế các sản phẩm an toàn hơn, hiệu quả hơn và đảm bảo tuân thủ các tiêu chuẩn quốc tế. Mecmesin cung cấp các giải pháp thử nghiệm toàn diện, bao gồm phần cứng, phần mềm và hỗ trợ chuyên môn, giúp bạn đáp ứng chính xác các yêu cầu của mình. Hãy liên hệ với chuyên gia ngay hôm nay để tìm hệ thống phù hợp với vật liệu và ứng dụng của bạn.