آزمايش كشش Tensile Test

در اين آزمايش نمونه فلزي در دستگاه كشش بين دو فك متصل مي شود و يكي از فك ها توسط نيروي وارده بحركت در مي آيد و نمونه فلزي بر اثر كشش تغيير طول (افزايش طول) مي دهد تا گسيخته و پاره شود. ماشينهاي كشش به سه صورت هيدروليكي، اهرمي و پيچ و مهره اي مي باشندكه معمولترين و پرقدرت ترين انها ماشينهاي هيدروليكي مي باشد.نمونه آزمايش كشش يا داراي مقطع دايره اي و يا به شكل تسمه مي باشد كه ابعاد وسط نمونه كمتر از دو سر آن مي باشد. كه به علت نبود نمونه استاندارد در آزما يشگاه از ميله گردهاي معمولي استفاده كرديم. بايد توجه كرد كه طول گيج استاندارد براي نمونه هاي بلند 5 برابر قطر آن و براي نمونه هاي كوتاه 10 برابر آن باشد.هدف آزمايش: بدست آوردن: ü رسم منحني هاي تنش - كرنش و نيرو – تغيير طول ü تنش تسليم ü مدول الاستيسيته ü مقاومت كششي و تنش هاي جاري ü درصد ازدياد طول ü درصد كاهش سطح مقطع

2

نحوه آزمايش: ابتدا دو نمونه ميله گرد يكي آجدار و يكي بدون آج را انتخاب مي كنيم و به طول تقريبي 30 سانتي متر آنها را مي بريم و طول واقعي آنها را بدست مي آوريم و سپس جرم نمونه را بدست مي آوريم. سپس به وسيله فرمول r=m/v و v=pr h شعاع ميله گرد ها را محاسبه ميكنيم كه نتايج بدست آمده به صورت زير مي باشد. =7.8 gr/cm3) (r

	ميله گرد آجدار	ميله گرد بدون آج
جرم ( m)	129.21 gr	123.61 gr
طول ( h)	30 cm	30.2 cm
قطر ( D)	9.874798 mm	8.17393 mm
نوع ميله گرد	F10	f8

ابتدا ميله گرد آجدار را داخل دستگاه كشش قرار ميدهيم و پس از سفت كردن فكها فاصله بين دو فك را اندازه ميگيريم ( فاصله بين دو فك 127 ميليمتر مي باشد) و فاصله دوفك را بر روي ميله گرد علامت مي گذاريم. سپس رنج دستگاه را بر روي½ قرار مي دهيم (دقت 250 نيوتن). سپس دستگاه را روشن مي كنيم تا بار كششي بر نمونه وارد شود. سپس ميزان تغيير طول را بر حسب ميزان نيروي اعمال شده را از روي دستگاه مي خوانيم كه اعداد بدست آمده به شرح زير است:M مقدار 5/3 كيلو نيوتن براي بلند كردن فك بكار مي رود كه بايد از اعداد بدست آمده كسر شودF2 =F1-3.5 سپس طول ثانويه بين دوفك را اندازه مي گيريم و همچنين قطر محل پارگي را بوسيله كوليس اندازه مي گيريم و بوسيله آن درصد افزايش طول و درصد كاهش سطح مقطع را بدست مي آوريم:

طول اوليه

= درصد افزايش طول

طول اوليه -طول ثانويه

قطر ثانويه

= درصد افزايش سطح مقطع

قطر اوليه	9.874 mm		طول اوليه	127 mm
قطر ثانويه	6.6 mm		طول ثانويه	146.8 mm
درصد كاهش سطح مقطع	55%		درصد افزايش طول	13.487%

30	25	20	15	10	5	F1 (KN)
26.5	21.5	16.5	11.5	6.5	1.5	F2 (KN)
3	2.5	2	1	0.5	0	DL (mm)
346.07	280.77	215.48	150.18	84.886	19.589	s(N/mm2)
0.0236	0.0197	0.0157	0.0079	0.0039	0.0000	e

55	50	45	44	40	35	F1 (KN)
51.5	46.5	41.5	40.5	36.5	31.5	F2 (KN)
13	9	5	4.2	4	3.5	DL (mm)
672.56	607.26	541.96	528.90	476.67	411.37	s(N/mm2)
0.1024	0.0709	0.0394	0.0331	0.0315	0.0276	e

59.75	59.5	59	58.5	58	57	F1 (KN)
56.25	56	55.5	55	54.5	53.5	F2 (KN)
25	23	21	20	18.2	15.5	DL (mm)
734.59	731.32	724.79	718.26	711.73	698.67	s(N/mm2)
0.1969	0.1811	0.1654	0.1575	0.1433	0.1220	e

			56	60	60	F1 (KN)
			52.5	56.5	56.5	F2 (KN)
			شكست	30	28.1	DL (mm)
			685.61	737.85	737.85	s(N/mm2)
			----	0.2362	0.2213	e

E مشاهده مي شود كه وقتي دستگاه نيروي 44 كيلونيوتن را نشان ميدهد فلز به حد تسليم خود رسيده است كه نشان مي دهد براثرنيرويي معادل 5/40 كيلو نيوتن اين فلزتسليم شده است. طبق رابطه تنش ميزان تنش تسليم براي اين فلز 528.9 (N/mm2) بدست مي آيد.Eوقتي ميله گرد دچار شكست مي شود دستگاه نيروي56 كيلونيوتن را نشان مي دهد يعني به ازاي نيرو5/52 كيلو نيوتني ميله به حد گسيختگي خود مي رسد كه براي اين نقطه تنش گسيختگي به 685.61 (N/mm2) مي رسد.Eمشاهده مي شود كه فلز بر اثر نيروي معادل 5/56 كيلونيوتني به حد نهايي خود مي رسد.بايد دقت كرد كه نمودار تنش-كرنش واقعي (تنش در هر لحظه حاصل نيرو بر سطح مقطع همان لحظه) مي باشد كه البته اين نمودار در حد خطي تغيير محصوصي نسبت به نمودار بدست آمده ندارد ولي پس از آن كه در ميله گرد شروع به ايجاد گردن و در نهايت بريده شدن ميله گرد در همان مقطع مي باشد ميزان تنش بسيار بيشتر از تنش بدست آمده مي باشد (بخاطر كاهش سطح مقطع و كم شدن مخرج كسر و درنهايت افزايش تنش).
از مقدار تنش گسيختگي و تنش جاري شدن نوع ميلگرد مورد آزمايش از نوع A3 و با تقسيم تنش بر كرنش ميزان مدول الاستيسيته فولاد تقريبا 1. 2E5(N/mm2) بدست مي آيد كه بسيار كوچكتر از مدول الاستيسيته واقعي سيمان 2E5(N/mm2)) ( مي باشد. نمودار نيرو بر حسب تغيير طول نمودار تنش بر حسب كرنش آزمايش فوق را دوباره بر روي ميله گرد بدون آج انجام داديم كه نتايج بدست آمده از آن به شرح زير است:

قطر اوليه	8.174 mm		طول اوليه	121.2 mm
قطر ثانويه	6.95 mm		طول ثانويه	146.05 mm
درصد كاهش سطح مقطع	28%		درصد افزايش طول	20.05%

A=0. 524749 cm2مشاهده مي شود كه اين نوع ميله گرد داراي حد تسليم نمي باشد. نمودار نيرو بر حسب تغيير طول نمودار تنش بر حسب كرنش

30	25	20	15	10	5	F1 (KN)
26.5	21.5	16.5	11.5	6.5	1.5	F2 (KN)
5	4.2	3.5	3	2	1	DL (mm)
505.00	409.72	314.43	219.15	123.86	28.585	s(N/mm2)
0.0413	0.0347	0.0289	0.0248	0.0165	0.0083	e

44	43	41	36	35	32.5	F1 (KN)
40.5	39.5	37.5	32.5	31.5	29	F2 (KN)
8.7	8	7.5	7	6	5.5	DL (mm)
771.79	752.74	714.62	619.34	600.28	552.64	s(N/mm2)
0.0718	0.0660	0.0619	0.0578	0.0495	0.0454	e

50	49	48	47	46	45	F1 (KN)
46.5	45.5	44.5	43.5	42.5	41.5	F2 (KN)
12	11.2	10.8	10	9.5	9	DL (mm)
886.13	867.08	848.02	828.96	809.91	790.85	s(N/mm2)
0.00990	0.00924	0.00891	0.00825	0.00783	0.00742	e

54	53.5	53	52.5	52	51	F1 (KN)
50.5	50	49.5	49	48.5	47.5	F2 (KN)
17	16	15.5	14.7	13.9	12.9	DL (mm)
962.36	952.83	943.30	933.78	924.25	905.19	s(N/mm2)
0.1403	0.1320	0.1279	0.1213	0.1147	0.1064	e

	45.2	55.9	55.8	54.7	54.5	F1 (KN)
	41.7	52.4	52.3	51.2	51	F2 (KN)
	24.5	24	22	20.1	19	DL (mm)
	794.66	998.57	996.66	975.70	971.89	s(N/mm2)
	0.2021	0.1980	0.1815	0.1658	0.1568	e