การทดสอบทางกลคืออะไร: การทดสอบทางกลของวัสดุประเภทต่างๆ

การทดสอบทางกลเป็นชุดของการทดสอบที่ใช้ในการออกแบบผลิตภัณฑ์และการผลิตชิ้นส่วนสำหรับการระบุวัสดุ การกำหนดคุณลักษณะ การเลือก และการตรวจสอบความถูกต้องของผลิตภัณฑ์ ส่งผลให้ผู้ผลิตมั่นใจได้ถึงการใช้วัสดุที่เหมาะสม ความปลอดภัยระหว่างการผลิต และความคุ้มค่า บทความนี้จะแนะนำชุดการทดสอบและการใช้งานในการออกแบบผลิตภัณฑ์และการผลิตชิ้นส่วน

การทดสอบทางกลคืออะไร?

การทดสอบทางกลเป็นชุดการทดสอบมาตรฐานที่ใช้ในการกำหนดคุณสมบัติทางกายภาพและทางกลของวัสดุและความเหมาะสมสำหรับการใช้งานที่เสนอ เป็นความต้องการอย่างมากในการออกแบบผลิตภัณฑ์และการผลิตชิ้นส่วน เนื่องจากความต้องการบรรลุมาตรฐานที่กำหนดโดยองค์กรต่างๆ เช่น ASTM และ ISO การทดสอบเหล่านี้ช่วยให้ผู้ผลิตสามารถแยกแยะวัสดุที่มีคุณภาพต่ำและเลือกวัสดุที่เหมาะสมสำหรับผลิตภัณฑ์ของตนได้

การทดสอบแรงดึง

การทดสอบแรงดึงเป็นการทดสอบความแข็งแรงเชิงกลขั้นพื้นฐานที่ใช้ในการกำหนดคุณสมบัติของวัสดุ เช่น ความเค้น ความเครียด และการเสียรูปของผลผลิต มันเกี่ยวข้องกับการยัดวัตถุด้วยแรงที่ปลายด้านตรงข้ามและดึงจนมันแตก

การทดสอบเกิดขึ้นในเครื่องทดสอบแรงดึงที่เป็นไฮดรอลิกหรือไฟฟ้า ผู้ปฏิบัติงานส่งวัสดุไปตามแรงต่างๆ และบันทึกข้อมูล หลังจากนั้น พวกเขาวางแผนข้อมูลเพื่อให้ได้เส้นโค้งความเค้น-ความเครียดในกราฟ มาตรฐานทั่วไปสำหรับการทดสอบแรงดึง ได้แก่ ASTM D638 / ISO 527-2 (สำหรับพลาสติกเสริมแรง), ASTM D412 / ISO 37 (ยางวัลคาไนซ์และเทอร์โมพลาสติกอีลาสโตเมอร์) และ ASTM E8 / ASTM A370 / ISO 6892 (โลหะและวัสดุโลหะอื่น ๆ)

การทดสอบแรงบิด

การทดสอบแรงบิดเป็นการทดสอบทางกลอีกรูปแบบหนึ่งที่ประเมินพฤติกรรมของวัสดุเมื่อได้รับแรงเค้นที่การกระจัดเชิงมุม ด้วยเหตุนี้จึงให้ข้อมูลเกี่ยวกับโมดูลัสแรงเฉือนของความยืดหยุ่นของวัสดุ ความแข็งแรงครากของแรงเฉือน ความต้านทานแรงเฉือน โมดูลัสแรงเฉือนของการแตกร้าว และความเหนียว ตรงกันข้ามกับการทดสอบแรงดึง การทดสอบแรงบิดใช้กับวัสดุและผลิตภัณฑ์ นอกจากนี้ยังมีหลายประเภทที่อธิบายไว้ด้านล่าง

แรงบิดเท่านั้น: ใช้เฉพาะแรงบิดกับวัสดุ

Axial-torsion การใช้แรงในแนวแกน (แรงดึง/แรงอัด) และแรงบิดกับวัสดุ

การทดสอบความล้มเหลว: การบิดผลิตภัณฑ์หรือวัสดุจนแตกหักหรือมีข้อบกพร่องที่มองเห็นได้

การทดสอบการพิสูจน์ ใช้แรงบิดกับวัสดุและคงแรงบิดไว้ในช่วงเวลาหนึ่ง

การทดสอบการทำงาน: การทดสอบขั้นสุดท้ายเพื่อตรวจสอบพฤติกรรมของวัสดุภายใต้แรงบิดและน้ำหนักบรรทุก

ตามมาตรฐาน ASTM และ ISO มาตรฐานทั่วไปสำหรับการทดสอบการบิดคือ ASTM A938/ ISO 7800 (การทดสอบการบิดของลวดโลหะ)

การทดสอบความล้า

การทดสอบความล้าทางกลกำหนดว่าวัสดุมีพฤติกรรมอย่างไรภายใต้โหลดที่ผันผวนในแนวแกน บิด หรืองอ มันเกี่ยวข้องกับการนำวัสดุไปโหลดเฉลี่ยและโหลดสลับกัน เป็นผลให้วัสดุเกิดความล้า (เช่น เมื่อวัสดุแตก)

ข้อมูลจะถูกนำเสนอจากการทดสอบในไดอะแกรม SN ซึ่งเป็นพล็อตของจำนวนรอบที่จะทำให้เกิดความล้มเหลวเทียบกับแอมพลิจูดของความเค้นแบบวัฏจักร (ซึ่งอาจเป็นแอมพลิจูดของความเครียด ความเค้นสูงสุด หรือความเค้นต่ำสุด)

การทดสอบกลไกการแตกหัก

การทดสอบกลศาสตร์การแตกหักช่วยให้ผู้ผลิตสามารถกำหนดพลังงานที่จะใช้ในการทำลายวัสดุที่มีรอยแตกเป็นสองส่วน นอกจากนี้ยังช่วยให้ผู้ผลิตสามารถตรวจสอบความสามารถของวัสดุในการต้านทานการแตกหักโดยใช้ปัจจัยความเครียดที่แท้จริง จากข้อมูล ผู้ผลิตสามารถวิเคราะห์การแตกหักแบบเปราะและตรวจสอบขนาดเกรน ความลึกของกล่อง ฯลฯ

มาตรฐานทั่วไปสำหรับการทดสอบคือ BS 7448, NS-EN 10225, ASTM E1820 และ EEMUA pub 158.

การทดสอบแรงอัด

การทดสอบแรงอัดเป็นอีกหนึ่งการทดสอบพื้นฐานทางวิศวกรรมเครื่องกลที่กำหนดพฤติกรรมของวัสดุเมื่อต้องรับแรงกดทับ ด้วยเหตุนี้ จึงมีความสำคัญอย่างยิ่งในการผลิตชิ้นส่วน เนื่องจากวัสดุผ่านขั้นตอนต่างๆ กัน

เหมาะสำหรับการทดสอบวัสดุหลายประเภท เช่น โลหะ พลาสติก เซรามิก หรือผู้ใช้รายอื่นที่มีความสามารถในการรับน้ำหนัก มาตรฐานทั่วไปสำหรับการทดสอบแรงอัดคือ ASTM D3574 (วัสดุเซลล์แบบยืดหยุ่นได้) ASTM D695-15 (พลาสติกชนิดแข็ง), AITM 0010, ASTM C109 (ก้อนคอนกรีตขนาด 2 นิ้ว), ISO 844 (พลาสติกชนิดเซลล์ชนิดแข็ง)

การทดสอบการคืบ

การทดสอบการคืบหรือการทดสอบการคลายความเครียดเกี่ยวข้องกับการให้วัสดุมีความเค้นคงที่ที่อุณหภูมิสูงและบันทึกการเสียรูปในช่วงเวลาที่กำหนด หลังจากนั้น ผู้ดำเนินการวางแผนการคืบกับเวลาบนกราฟเพื่อรับอัตราการคืบ (ความชันของกราฟ)

การทดสอบนี้ช่วยให้ผู้ผลิตสามารถระบุแนวโน้มของวัสดุที่จะเปลี่ยนรูปภายใต้ความเค้นคงที่ที่อุณหภูมิคงที่ (รวมถึงการขยายตัวหรือหดตัวเนื่องจากความร้อน) เป็นสิ่งสำคัญสำหรับวัสดุ เช่น งานโลหะ สปริง และข้อต่อบัดกรี