Wat is een tensometer?
Een tensometer is een apparaat dat wordt gebruikt om de reactie van een materiaal op verschillende spanningen te bepalen, belastingen genoemd. De hoeveelheid rek die een materiaal heeft wanneer het onder spanning staat, biedt belangrijke informatie over de treksterkte en vermoeiingssterkte van het materiaal. Tensometerapparaten worden routinematig gebruikt in de maakindustrie om ervoor te zorgen dat onderdelen voldoen aan de noodzakelijke sterkte- en duurzaamheidseisen.
Tensometerapparaten bestaan uit twee grepen die een sectie testmateriaal op hun plaats houden. Deze grepen worden vervolgens gebruikt om een trek- of drukkracht op het teststuk uit te oefenen. Tensometerinstrumenten kunnen de kracht creëren door het gebruik van een schroef of een hydraulische ram, die worden aangedreven door mechanische of elektrische middelen.
Verzegelde kamers kunnen worden gebruikt om een tensometer te huisvesten. Deze configuratie maakt het testen van de spanningskarakteristieken van een materiaal onder specifieke temperaturen en drukken mogelijk. Dit is van cruciaal belang voor het testen van metalen die worden gebruikt in vliegtuigen en onderzeeërs, die drastische veranderingen in de atmosferische druk kunnen ervaren. Kamers zijn ook nuttig voor het testen van materialen die worden blootgesteld aan hoge temperaturen.
Nauwkeurige resultaten van tensometerapparaten zijn afhankelijk van de kwaliteit van het teststuk. Elk defect dat tijdens het snijproces ontstaat, kan de testresultaten scheeftrekken en leiden tot voortijdig falen onder spanning. Zelfs de kleinste oppervlakte-inconsistentie kan snel toenemen en zich verspreiden onder spanning, wat leidt tot vroege fracturen en metaalmoeheid. Dit is hetzelfde proces dat ervoor zorgt dat slecht geproduceerde klinknagels en metalen platen vermoeid raken en falen in vliegtuigen wanneer ze herhaaldelijk worden blootgesteld aan de spanningen van atmosferische druk.
Resultaten geproduceerd door tensometerinstrumenten leveren belasting als een functie van uitbreiding. Uit deze gegevens, samen met het dwarsdoorsnedegebied van het teststuk, kan een spanning-rekcurve worden uitgezet. Deze curve is uniek voor elk materiaal en biedt belangrijke maatregelen. Deze maatregelen omvatten de elastische limiet van het materiaal, de proportionaliteitslimiet, vloeigrens en uiteindelijke sterkte.
Met tensometers kunnen ingenieurs de Young's modulus bepalen voor het materiaal dat wordt getest. Young's modulus vertegenwoordigt de initiële lineaire helling van de spanning-rekcurve van een materiaal, gedefinieerd als de treksterkte gedeeld door de trekspanning. De treksterkte wordt bepaald door de kracht te delen die wordt uitgeoefend door het dwarsdoorsnedegebied van het teststuk. Trekkracht vertegenwoordigt de hoeveelheid geproduceerde rek, gedeeld door de oorspronkelijke lengte van het teststuk. Materialen die worden blootgesteld aan een kracht binnen de Young's modulus, het oorspronkelijke lineaire deel van de spanning-rekcurve, zullen naar hun oorspronkelijke toestand terugkeren nadat de belasting is verwijderd.
Het punt waarop de spanning-reklijn van een materiaal begint te krommen, vertegenwoordigt de elastische limiet van het materiaal. Spanning veroorzaakt door belastingen die groter zijn dan deze limiet zal resulteren in permanente vervorming van het materiaal, waardoor wordt voorkomen dat het terugkeert naar zijn oorspronkelijke staat wanneer de lading wordt verwijderd. De maximale kracht, of spanning, geabsorbeerd door het materiaal vertegenwoordigt zijn ultieme sterkte. Dit kan al dan niet gelijk zijn aan de breuksterkte van het materiaal.