خواص کششی
خواص کششی (Tensile Properties)
ASTM D683
ISO 527
ISIRI 6621
خواص کششی به مجموعه‌ای از خواص از جمله استحکام کششی، درصد ازدیاد طول تا شکست و مدول کششی گفته می‌شود که برای به دست آوردن اطلاعات پایه‌ای در زابطه به طراحی سازه‌ها و قطعات مختلف، توسط آزمون کشش تعیین می‌شوند.
دستگاه آزمون یک دستگاه عمومی (Universal) می‌باشد که با استفاده از فک‌های مختلف آن برای آزمون‌های مختلف خواص مکانیکی پلیمرها، از جمله خواص کششی، خمشی و فشاری می‌تواند مورد استفاده قرار بگیرد. دستگاه از دو فک تشکیل شده است که یکی از آن‌ها ثابت و دیگری متحرک می‌باشد. در خصوص آزمون کشش، دو گریپ به دو فک دستگاه متصل است که آزمونه دمبلی شکل به آن‌ها بسته می‌شود. سرعت حرکت فک متحرک دستگاه با توجه به نوع نمونه مورد آزمون تعیین شده و آزمونه با سرعت ثابتی تحت اعمال نیرو قرار می‌گیرد. آزمون تا شکسته شدن آزمونه ادامه یافته و نمودار تغییرات نیروی اعمالی برحسب تغییر طول آزمونه توسط دستگاه رسم می‌شود. معمولاً تغییر طول قسمت باریک آزمونه مورد بررسی قرار گرفته و از یک اکستنسومتر برای این منظور استفاده می‌شود.
در این آزمون معمولاً به جای رسم تغییرات نیرو برحسب تغییر طول، تغییرات تنش (Stress) برحسب (Strain) آزمونه را رسم می‌کنندکه به این ترتیب مشخصات مهمی از ماده مورد آزمون به دست می‌آید.
پارامترهای مهم برگرفته از آزمون کشش
مدول الاستیک (Elastic Modulus)
نسبت تنش به کرنش می‌باشد که در واقع شیب قسمت خطی نمودار تنش-کرنش است و معمولاً با واحد گیگاپاسکال بیان می‌شود. مدول بالا به معنای این است که نمونه صلب (rigid) بوده و برای کشش آن و رسیدن به یک کرنش خاص باید تنش زیادی به آن اعمال نمود.
تنش تسلیم (Yield Stress)
تنشی است که در آن یک تغییر طول قابل ملاحظه بدون افزایش بار در نمونه رخ می‌دهد. تغییر شکل به وجود آمده در آزمونه پس از رسیدن به تنش تسلیم، یک تغییر شکل دائمی می‌باشد.
تنش شکست (Stress at Break)
تنش مربوط به آخرین نقطه نمودار است که در آن شکست یا پارگی در نمونه رخ می‌دهد.
استحکام کششی (Tensile Strength)
بیش‌ترین حد تنش در نمودار تنش-کرنش می‌باشد. گاهی استحکام کششی با تنش تسلیم و گاهی نیز با تنش در نقطه شکست برابر می‌باشد. به عنوان مثال وقتی که نمونه رفتار سخت شدن بر اثر تنش (Stress hardening) از خود نشان دهد، استحکام کششی برابر تنش در شکست خواهد بود.
درصد ازدیاد طول تا شکست (Elongation at Break)
بیش‌ترین میزان کرنش در نمودار تنش-کرنش می‌باشد و از مهم‌ترین مشخصه‌های یک نمونه است.
ابعاد آزمونه‌ها
با توجه به جنس و مشخصات نمونه‌های مختلف، آزمونه‌های دمبلی شکل استاندارد متفاوت، توسط قالب‌گیری تزریقی یا فشاری تهیه شده و یا از ورق‌های پلیمری بریده می‌شوند. معمولاً سه نوع دمبل الف، ب و ج با شکل و اندازه‌های مختلف برای آزمون کشش مورد استفاده قرار می‌گیرد. انتخاب انواع دمبل براساس نوع و مقدار نمونه انجام می‌شود.
- آزمونه‌های نوع الف
آزمونه نوع الف برای تمامی نمونه‌های سخت و نرم که دارای ضخامت بین 4 تا 10 میلی‌متر باشند، می‌تواند مورد استفاده قرار گیرد. هنگامی که مقدار نمونه کافی برای تهیه دمبل نوع الف موجود باشد، استفاده از این نوع دمبل در آزمون کشش توصیه می‌شود. همچنین برای آزمون نمونه‌های کامپوزیتی تقویت شدهنیز باید از دمبل نوع الف استفاده نمود.
- آزمونه‌های نوع ب
آزمونه‌های نوع ب برای آزمون مواد نرم با ضخامت کم‌تر از 4 میلی‌متر مورد استفاده قرار می‌گیرد. در مورد نمونه‌های سخت و نیمه سخت، هنگامی از آزمونه‌های نوع ب استفاده می‌شود که مقایسه سختی نمونه‌های مختلف مورد نظر باشد.
- آزمونه‌های نوع ج
برای آزمون مواد سخت و نیمه سخت، فقط در صورتی که مقدار مواد برای تهیه آزمونه‌ها کم بوده و یا ضخامت ورقی که دمبل‌ها از آن بریده می‌شوند، کم‌تر از 4 میلی‌متر باشد، از آزمونه‌های نوع ج استفاده می‌شود.
