تست خستگی خمشی چرخشی
(Rotary bending fatigue test)
معرفی تست خستگی
آشنایی با پدیده خستگی و آنالیز آن از اهمیت خاصی برخوردار است چرا که قطعات زیادی در ماشین آلات و سازه های مختلف تحت بارگذاری متغیر قرار دارند. برای مثال در قطعاتی مانند مته های ابزار، محور چرخ اتومبیل و پل ها، اعمال تنش های سیکلی امری طبیعی محسوب می شود. با این که این بارهای متناوب از حد تحمل قطعات کمترند و در ظاهر نباید آسیبی به قطعه وارد شود؛ اما با گذشت زمان بسیاری از آنها می شکنند. با توجه به مطالب فوق می توان لزوم درک مکانیزم خستگی و بررسی و انجام تست خستگی در مواد را به عنوان یکی از مهم ترین تست های مخرب دریافت کرد.
نحوه انجام تست خستگی
سه عامل مهم بر وقوع شکست خستگی موثرند. این عوامل عبارتند از:
- تنش کششی حداکثر
- تغیرات نوسانی زیاد در تنش اعمالی
- زیاد بودن چرخه های اعمالی
علاوه بر این، پارامتر های دیگری مانند تمرکز تنش، خوردگی، دما، بار اضافی، ساختار متالوژیکی، تنشهای باقی مانده و تنش های مرکب هم وجود دارند که شرایط را برای وقوع شکست خستگی فراهم می کنند.
در تست خستگی تعداد زیادی متغیر دخالت دارند. حتی اگر تمام نمونه های یکسان آزمایش با دقت زیادی تهیه و به طور یکنواخت صیقل داده شوند، نتایج آزمون خستگی ممکن است دارای پراکندگی قابل ملاحظه ای باشند. انجام آزمایش خستگی در آزمایشگاه، معمولا بر اساس شرایط بارگذاری یکنواخت استاندارد است و بنابراین برقراری ارتباط میان نتایج به دست آمده در تست خستگی در آزمایشگاه با آنچه که مستقیما در هنگام کار اتفاق می افتد، دشوار است. لذا به‌کار گیری مستقیم نتایج تست خستگی در طراحی مشکل است؛ بنابراین در بعضی موارد لازم است با ابداع و انجام آزمایش خستگی روی تمامی یک سازه مهندسی، آزمون تا شکست کامل ادامه یابد. در شرایط آزمایشگاهی، آزمایش خستگی مواد معمولا به دو صورت محوری و خمشی انجام می گیرد.
تست خستگی خمشی
با وارد کردن نیرو به صورت خمشی به نمونه ها در دستگاه تست خستگی بلافاصله در سطح بالایی نمونه تنش کششی و در سطح زیری تنش فشاری ایجاد می‌شود. بعد از اینکه نمونه نیم دور یعنی ۱۸۰ درجه چرخید، مکانی که ابتدا تحت تأثیر تنش کششی قرار گرفته بود، تحت تنش فشاری قرار می گیرد. به این ترتیب تنش در هر نقطه ای از نمونه به صورت تناوبی تغییر می‌کند. در تست خستگی خمشی تنش متناوب می‌تواند بین دو مقدار حداکثر و حداقل در گونه های مختلف تنشی، از کشش تا فشار تغییر کند. اینجا سه حالت پیش می آید:
حالت اول: تغییرات بارگذاری می‌تواند به گونه‌ای باشد که تنش اعمالی بین دو مقدار تنش کششی و تنش فشاری تغییر کند و تنش متوسط میانگین آن دو باشد .
حالت دوم: تغییرات تنش می‌تواند به صورتی باشد که حداکثر تنش در موقعیت فشاری، کمتر از حداکثر تنش کششی باشد.
حالت سوم: بارگذاری به گونه‌ای باشد که مقدار تنش بین حداکثر و حداقل در موقعیت کششی یا فشاری تغییر کند.
با توجه به هدف آزمایش هر یک از حالت های فوق می تواند تعریف گردد. نکته قابل توجه این است که تنش های اعمال شده نباید هر دو به صورت فشاری باشند؛ زیرا تنشهای فشاری باعث بسته شدن ترک‌ها می‌شود. بنابراین شکست رخ نمی‌دهد و نتیجه ای به دست نمی آید.
مشخصات دستگاه
- امکان انجام تست با سرعت دورانی 6000 rpm
- قابلیت انجام تست میل گرد های با قطر 20 mm
- امکان اعمال بار به صورت کاملا اتوماتیک
- دستگاه قابلیت چرخش به سرعت متغیر می باشد (حرکت یکنواخت – حرکت سینوسی – حرکت مرحله ای)
- امکان گزارش گیری از دستگاه به صورت جدول و نمودار
- دارای محافظ جهت ایمنی کاربر
- امکان روانکاری اتوماتیک جهت افزایش عمر دستگاه
- دستگاه امکان انجام تست در مقیاس صنعتی را دارا می باشد
- دارای سازه ی کاملا صنعتی
