نکاتی درباره پلاستیک و مواد تشکیل دهنده آن – بخش چهارم
۱-۶-۲ ارزیابی متغیرهای مکانیکی
در آزمایش کشش، نمونه هایی که به دقت تعریف شده اند تا نقطه ی شکست کشیده شده و نیروی مورد نیاز اندازه گیری می شود. این کار معمولاً شامل یک بار ۱-محوره بر روی نمونه می شود. نیروی استفاده شده برای این کار به روش وابسته به زمان اعمال می شود. یک پیچ تنظیم بر روی ماشین آزمایش کشش برای رسم رابطه ی میان نیرو و تعییر طول در آزمایش مورد استفاده قرار می گیرد و امکان رسم نمودار انبساط نیروی خطی را فراهم می کند که می تواند به یک نمودار تنش-کشیدگی تبدیل شود.
منحنی ۱: پلاستیک سخت شکننده بدون بازه ی تسلیم، به عنوان مثال پلی استیرن (PS).
منحنی ۲: پلاستیک سخت، به عنوان مثال پلی اتیلن (PE).
منحنی ۳: پلاستیک انعطاف پذیر الاستیک، به عنوان مثال پلیوینل کلرید نرم (PVC-p).
شکل ۱-۶
شکل ۱-۶ نمودار انبساط نیروی خطی (نیروی کششی).
نمودار اطلاعاتی در مورد متغیرهای مشخصه ی زیر فراهم می سازد:
-کشیدگی (ɛ)- انبساط طولی (l∆) به عنوان درصدی از طول اولیه (l۰) در هر بازه ی زمانی آزمایش.
-استحکام کششی (σB) –که استحکام کششی در بار بیشینه می باشد.
-استحکام شکست (σB) –که استحکام کششی در زمان شکست می باشد.
-تنش تسلیم (σγ) –که تنشی می باشد که در آن افزایش منحنی تنش-کشیدگی برای اولین بار برابر صفر است.
متغیرهای مکانیکی به شدت به شرایط آزمایش وابسته می باشند. بنابراین، آزمایش ها تحت شرایط آب و هوایی نرمال انجام می شوند ( و رطوبت نسبی …). آزمایش کشش یکی از کوتاه ترین آزمایش ها بوده و اطلاعات به دست آمده هیچ چیزی در مورد رفتار ماده تحت بار مکانیکی بلند مدت مشخص نمی سازد. مواد شبه کریستالی مانند PP و PE عمدتاً تنش تسلیم متمایز و درجه ی بالایی از کشیدگی نشان می دهند (شکل ۱-۶).
۱-۶-۳ ارزیابی مدول الاستیسیته (مدول خزش)
مقادیر کوتاه مدت
مدول الاستیسیته (مدول E) عبارتست از نسبت تنش (σ) به کشیدگی (ɛ).
معادله ی ۱-۲
σ۱= تنش نرمال در کشیدگی ۰٫۰۵٪ (N / mm2)
σ۲= تنش نرمال در کشیدگی ۰٫۲۵٪ (N / mm2)
ɛ۱= کشیدگی ۰٫۰۵ (٪)
ɛ۲= کشیدگی ۰٫۲۵ (٪)
F= نیرو (N)
A0= بخش شروع (mm2)
l∆= تغییر طول ناشی از نیرو (F).(mm)
l0= طول شروع (mm)
E = مدول E
DIN 53457 تعیین مدول E را از آزمایش کشش، آزمایش فشردگی، از آزمایش خمشی سه نقطه و آزمایش خمش ۴ نقطه توصیف می کند.
مقادیر بلند مدت
مدول E تحت بار کششی به وسیله ی آزمایش کشش خزش مشخص شده تعیین می شود. آزمایش کشش خزش امکان محاسبه ی مدول خزش را فراهم می سازد. به طور کلی، آزمایش کشش نسبت به آزمایش های فشردگی یا خمش ارجح تر بوده زیرا اجرای آن معمولاً ساده تر است. آیتم های آزمایش در محیط کنترل شده ی آزمایش به صورت غیر محوری توسط نیرویی دچار تنش می شوند که در طول کل دوره ی آزمایش ثابت باقی می ماند. اگر این آزمایش ها در دماهایی مشابه بازه ی دمای کاربردی ثانویه انجام شوند، نمودار داده های مهم را برای مهندس فراهم می سازد تا رفتار ماده ی مربوطه را ارزیابی کند.
منبع : اینترنت
برگردان : ایران ملد
