تست خزش

هنگامی که ماده­ای مانند فولاد، در دمای محیط، دچار تغییر شکل شود، استحکام آن به دلیل کارسختی افزایش می­یابد. در صورتی که تنش ثابت بماند، این کارسختی به­طور موثری از تغییر شکل بیشتر جلوگیری می­کند. آنیل کردن فولاد تغییر شکل یافته، این پدیده را حذف کرده و فولاد را به شرایط اولیه و قبل از تغییر شکل باز می­گرداند. در صورتی که فولاد در دمای بالا دچار تغییر شکل شود، کارسختی و آنیله­شدن به طور همزمان و همراه با یکدیگر اتفاق می­افتد؛ که نتیجه آن تغییر شکل پیوسته فولاد، تحت تنش ثابت است. به این پدیده خزش گفته می­شود.

دستگاه دارای یک ستون فولادی بوده که بر روی فریم آلومینیمی قرار گرفته است. اعمال تنش به نمونه بوسیله اهرمی فولادی انجام می­پذیرد. محفظه‌ی نمونه از پلکسی­گلس ساخته شده و امکان انجام آزمایش در دماهای مختلف را فراهم می­آورد. برای سهولت کار با این دستگاه، یک پیچ نگهدارنده به منظور محدود کردن حرکت اهرم، در نظر گرفته شده است. از یک آویز و وزنه­های متنوع برای اعمال نیرو، و از ساعت اندازه­گیری برای تعیین مقدار کرنش نمونه، بهره برده می‌شود.

اهداف آموزشی

• آشنایی عملی با پدیده‌ی خزش
• بررسی تأثیر نیرو بر پدیده‌ی خزش
• ترسیم منحنی کرنش-زمان و تعیین نواحی سه‌گانه‌ی خزش
• امکان بررسی اثر دما بر پدیده‌ی خزش برای یک نمونه مشخص

اجزای اصلی دستگاه

• محفظه‌ی پلکسی گلس
• اهرم اعمال نیرو
• آویز و وزنه‌ها
• پیچ نگهدارنده اهرم
• ساعت اندازه‌گیری

 دستگاه تست خستگی

تعریف خستگی عبارت است از: فرآیند تغییر ساختار محلی، دائمی و پیش‌رونده، که به واسطه‌ی شرایطی که، باعث وارد آمدن تنش و تغییرشکل‌هایی، در یک یا چند نقطه از جسم می‌شود، بر ماده تحمیل شده‌است. این پدیده می‌تواند منجر به ظاهر شدن ترک‌هایی در ماده، و یا تخریب آن پس از تعداد مناسبی نوسان شود.

به کمک دستگاه تست خستگی، مفاهیم بنیادی تست خستگی قابل آموزش خواهد بود.

یک سر میله‌ی فلزی دوران‌کننده‌ی آزمایش کاملاً ثابت شده، و به وسیله‌ی فنر بالانس همراه با نقطه‌ی اعمال نیرو بارگذاری می‌شود. بدین ترتیب یک سیکل بارگذاری خمشی بر روی میله‌ی استوانه‌ای شکل اعمال می‌شود. مقدار دامنه‌ی این بارگذاری نوسانی می‌تواند به طور پیوسته، با استفاده از چرخ دستی تعبیه شده تنظیم شود. پس از تعداد مشخصی از بارگذاری‌های نوسانی به عنوان نتیجه‌ای از پدیده‌ی خستگی، میله‌های تست تخریب می‌شوند. در این حالت موتور به صورت خودکار خاموش می‌شود. تعداد سیکل‌های بارگذاری به وسیله‌ی شمارنده‌ی الکتریکی شمارش می‌شوند و روی صفحه نمایش دیجیتال ثبت می‌گردند. این شمارش سیکل‌ها برای محاسبه سرعت نیز می‌تواند استفاده شود. استفاده از میله‌های تست با شکل‌های مختلف، امکان بررسی تأثیر عوامل مختلف روی خستگی را فراهم می‌کند.

اهداف آموزشی

• مقاومت میله‌ها در برابر خستگی تحت سیکل‌های بارگذاری خمشی
• امکان بررسی تأثیر عوامل مختلف روی مقاومت میله در برابر خستگی مانند شعاع انحنا
• منحنی تنش-تعداد (stress-number یا s-n)

اجزای اصلی دستگاه

• تکیه‌گاه
• موتور محرکه
• ابزار و میله‌های تست
• جعبه برق به همراه نمایشگر دیجیتال
• ابزار بارگذاری با بالانس فنر و چرخ دستی برای تنظیم

دستگاه پل قوسی

پل‌های قوسی از ساختارهای بسیار محبوب در ساخت و سازها به شمار می‌رود. این ساختار به عنوان مثال در پل‌ها و تیرها کاربرد دارد. معمولا این پل‌ها از نظر استاتیکی نامعین هستند. ویژگی خاص پل قوسی، این است که در قوس‌ّها تنها ممان‌های خمشی و نیروهای نرمال اتفاق می‌افتند و خبری از نیروهای برشی در آن‌ها نیست.

این دستگاه از یک پل قوسی پیش‌ساخته تشکیل‌شده که می‌تواند تحت بارگذاری‌های نقطه‌ای و یا توزیعی قرار گیرد. یکی از تکیه‌گاه‌های قوس ثابت شده، و دیگری بر روی غلتکی سوار شده است. مجموعه‌ای از وزنه‌ها برای جلوگیری از این حرکت افقی در نظر گرفته شده اند؛ بدین ترتیب تکیه‌گاه متحرک می‌تواند به تکیه‌گاه ثابت بدل شود.

انحراف‌های عمودی و افقی تیر به‌وسیله‌ی ساعت‌های اندازه‌گیری مشخص می‌شوند. مادامی که غلتک توانایی حرکت داشته باشد، قوس از نظر استاتیکی معین است. به محض آن که غلتک غیر متحرک شود، قوس دیگر معین استاتیکی نبوده و تنها به درجه‌ای کمتر تغییر می‌یابد.

اهداف آموزشی

• مفاهیم مکانیکی پل‌های قوسی
• تفاوت‌های بین قوس‌های معین استاتیک و قوس‌های نامعین
• اندازه‌گیری انحرافات قوس تحت بارگذاری
• اندازه‌گیری نیروی واکنش تکیه‌گاهی در قوس نامعین استاتیکی تحت بار
• محاسبه واکنش‌های تکیه‌گاهی
• اثر بارگذاری‌های توزیعی یا نقطه‌ای بر نیروهای واکنشی و انحراف قوس

اجزای اصلی دستگاه

• ساعت‌های اندازه‌گیری انحراف‌های عمودی و افقی تیر
• قوس
• آویز وزنه‌ها
• تکیه‌گاه‌های ثابت و متحرک