آزمون خمش یکی از تست های مخرب پرکاربرد برای درک مکانیکی مواد و پلیمر هاست. در آزمون های مخرب، قطعه پس از آزمایش غیرقابل استفاده خواهد شد. زیرا تغییراتی که در ابعاد یا ترکیب شیمیایی ماده رخ می دهد، برگشت ناپذیر هستند.

از اطلاعات حاصله از این آزمون می توان مشخصات انعطاف ماده مانند مقاومت خمشی، تنش و کرنش خمشی مواد و اللخصوص مواد پلیمری را به دست آورد.

ارزش این اطلاعات به قدری بالاست که باعث شده امروزه آزمون خمش به عنوان مرجعی مناسب برای تعیین خصوصیات مکانیکی ماده در فرایندها و طراحی ها واقع شود که در آزمایشگاه خاتم پلیمر از آن برای کنترل کیفیت مواد پلیمری از آن استفاده می شود.

آزمون خمش برای مواد پلیمری اطلاعاتی از قبیل خاصیت برگشت پذیری و ارتجاعی و نیز نمودار تنش کرنش که مشخصه مدول الاستیسیته پلیمر هست را نیز مورد بررسی قرار می دهد.

روش انجام تست خمش پلیمر ها

این آزمون معمولا توسط دستگاه تست کشش یونیورسال (universal) انجام می گیرد.

آزمون خمش به دو روش سه نقطه ای و چهار نقطه ای انجام می شود.

استاندارد های معمول مورد استفاده در این آزمون دو استاندارد ASTM E290 برای فلزات و ASTM D790 برای پلاستیک ها و کامپوزیت ها می باشد. در تست خمش چهارنقطه ای پلاستیک ها نیز از استاندارد ASTM D7264 استفاده می شود.

آزمون خمش سه نقطه ای

در این روش قطعه مورد آزمایش به دو پایه متصل می شود و سپس توسط سمبه دستگاه یونیورسال به قسمت میانی قطعه فشار اعمال می شود.

سمبه دستگاه با سرعت تقریبی 10 میلی متر بر دقیقه حرکت می کند و نیرو دقیقا به مرکز قطعه وارد می شود.

از مزایای مهم دستگاه تست کشش یونیورسال متصل بودن آن به نرم افزار مخصوص و نمایش نموداری و تحلیلی اطلاعات خمشی قطعه است.

آزمون خمش چهارنقطه ای

تست خمش چهارنقطه ای دقیقا همانند روش سه نقطه ای می باشد با این تفاوت که به دو قسمت از قطعه پلیمری نیرو وارد می شود.

مکانیزم آزمون خمش

در تست خمش به پلیمر مورد نظر دو تنش فشاری و کششی اعمال می شود. همانطور که می دانید مقاومت مواد در برابر تنش کششی کمتر از تنش فشاری خواهد بود.

تنش فشاری به سطح بالایی قطعه و تنش کششی به سطح پایینی قطعه اعمال می شود و اگر قطعه شکننده باشد از ناحیه ای که تنش کششی به آن وارد می شود یعنی ناحیه پایینی نزدیک به پایه ها دچار شکستگی می شود.

اکثر مواد و اللخصوص مواد پلیمری پس از برداشته شدن نیرو تا حد مشخصی به حالت اولیه باز می گردند. در این ناحیه نسبت نیرو و جابجایی نسبتی خطی می باشد و ماده از قانون هوک پیروی می کند. این ناحیه به ناحیه الاستیک مشهور است.

با بیشتر شدن نیروی وارده ماده وارد ناحیه پلاستیک می شود. در این ناحیه قدرت برگشت پذیری ماده از بین می رود. نقطه شروع ناحیه پلاستیکی به نقطه تسلیم معروف است.

با افزایش مقدار نیروی اعمالی، قطعه دیگر توانایی تحمل نخواهد داشت و در جایی که به آن نقطه شکست می گویند قطعه کاملا خم شده و گاهی می شکند.

نمودار و محاسبات

همانطور که اشاره کردیم، دستگاه تست کشش یونیورسال دارای نرم افزار به خصوص است. این نرم افزار اطلاعات را توسط سنسور های دستگاه به داده های ریاضی تبدیل کرده و سپس روی نمودار دو بعدی تنش-کرنش رسم خواهد کرد.

شکل کلی نمودار تنش- کرنش مواد به صورت زیر است. همانطور که مشخص است ناحیه پس از قله اول، ناحیه الاستیکی و بعد از آن ناحیه پلاستیکی است که به قله دوم ینی بیشترین مقاومت ماده می رسیم و در آخر نیز نقطه شکست را مشاهده می کنیم.

آکادمی آموزشی خاتم پلیمر این امکان را فراهم می کند تا داوطلبان و مهندسان بخش فنی و کنترل کیفیت به راحتی با شرکت در دوره های آموزشی تخصصی در محل آزمایشگاه و مجازی می توانند الزامات استاندارد را پیاده سازی کنند و گواهی نامه معتبر منحصر بفرد هر آزمایش را دریافت نمایند.

همچنین آزمایشگاه تخصصی خاتم پلیمر با انجام آزمایش های مورد نیاز هر بخش به شرکت ها کمک می کند تا تاییده مربوطه را از سازمان غذا و دارو و سازمان ملی استاندارد ایران اخذ نمایند و اقدام به تولید انبوه محصولات خود نمایند.