بررسی رفتار کششی – فشاری مواد پلاستیکی

در ادامه مبحث طراحی و ساخت قطعات و قالب های تزریق پلاستیک به بررسی رفتار کششی-فشاری مواد پلاستیکی پرداخته می شود.

رفتار کششی در مقابل فشاری:

منحنی‌های تنش-کرنش کوتاه‌مدت معمولاً با کشیدن نمونه‌های آزمایشی ایجاد می‌شوند که منجر به تنش‌ها و کرنش‌های کششی می‌شود.

برای بسیاری از مواد پلاستیکی پر نشده، خواص فشاری مشابه خواص کششی است.

با این حال، برای سایر مواد، به ویژه مواد پر شده و تقویت شده، خواص فشاری می تواند بسیار متفاوت باشد.

بهتر است برای کاربردهای فشاری، داده‌های خاصیت فشرده‌سازی را به دست آوریم تا اینکه فرض کنیم رفتار فشاری ماده با رفتار کششی آن برابر است (شکل 1).

مقاومت و مدول خمشی:

همچنین برای تولیدکنندگان مواد بسیار متداول است که داده‌های تنش-کرنش خمشی کوتاه‌مدت را ارائه دهند.

خواص خمشی از اهمیت ویژه ای برخوردار است زیرا تعداد بسیار زیادی از قطعات پلاستیکی در کاربرد نهایی در معرض بار خمشی قرار دارند. در مقایسه با نتایج آزمون کششی و فشاری، نتایج آزمایش خمش حتی بیشتر به دستگاه و هندسه نمونه بستگی دارد.

آزمایش‌های خمشی با قرار دادن یک نمونه نسبتاً طولانی، نازک و مستطیل شکل در معرض بارگذاری تکیه گاه (یک تکیه‌گاه، یک بار)، سه نقطه (دو تکیه‌گاه، یک بار) یا چهار نقطه (دو تکیه‌گاه، دو بار) انجام می‌شوند. (شکل 2).

شکل 1 رفتار تنش-کرنش فشاری یک ماده پلاستیکی می تواند مشابه یا در برخی موارد بسیار متفاوت از رفتار تنش-کرنش کششی باشد.

در طول آزمایش، حداکثر انحراف یک نمونه به عنوان تابعی از بار اعمال شده بررسی می شود.

بر خلاف تست‌های کشش یا فشار تک محوری، نمونه‌های آزمایش خمشی دارای یک سطح در فشار و سطح دیگر در کشش هستند، با یک صفحه خنثی (تنش یا کرنش صفر) در نقطه‌ای از نمونه عبور می‌کند (صفحه خنثی فقط در صورتی از صفحه میانی عبور کند که خواص فشاری و کششی معادل باشند).

مقادیر تنش خمشی و کرنش باید با استفاده از داده های تجربی و فرمول های مهندسی تنش و کرنش محاسبه شود. این فرمول ها رفتار مواد الاستیک ایده آل و همسانگرد را در نظر می گیرند و فقط برای انحرافات کوچک اعمال می شوند.

خواص خمشی که معمولاً گزارش می شود مدول خمشی، شیب اولیه منحنی انحراف بار، و مقاومت خمشی است.

برای مواد شکننده، استحکام خمشی به حداکثر تنش کششی یا فشاری الیاف خارجی (تنش‌های سطحی) اشاره دارد که با شکست نمونه مرتبط است.

برای مواد انعطاف پذیرتر، استحکام خمشی به مقدار تنش تسلیم الیاف خارجی (نقطه اولی که تنش دیگر با کرنش افزایش نمی یابد) یا به تنش الیاف خارجی در یک مقدار کرنش خاص (معمولاً در 5٪ کرنش خارجی الیاف) اشاره دارد.

شکل 2 انواع روش های آزمایش خمشی برای ارزیابی خواص خمشی مواد پلاستیکی استفاده می شود

شرکت نوآوران علوم مهندسی پویا آماده ارائه خدمات طراحی و ساخت قطعات پلاستیکی و قالب های تزریق پلاستیک می باشد.