Co to jest tensometr?
Tensometr to urządzenie służące do określania reakcji materiału na różne odkształcenia, zwane obciążeniami. Stopień rozciągnięcia materiału poddanego naprężeniu dostarcza ważnych informacji na temat wytrzymałości na rozciąganie i wytrzymałości zmęczeniowej materiału. Urządzenia tensometryczne są rutynowo stosowane w przemyśle produkcyjnym, aby zapewnić, że części spełniają niezbędne wymagania wytrzymałościowe i wytrzymałościowe.
Tensometry składają się z dwóch uchwytów, które utrzymują odcinek badanego materiału na miejscu. Uchwyty te są następnie stosowane do przykładania siły rozciągającej lub ściskającej, zwanej obciążeniem, do części badanej. Przyrządy do pomiaru tensometru mogą wytwarzać siłę za pomocą śruby lub siłownika hydraulicznego, które są napędzane środkami mechanicznymi lub elektrycznymi.
W szczelnych komorach można umieścić tensometr. Ta konfiguracja pozwala na badanie charakterystyki odkształcenia materiału w określonych temperaturach i ciśnieniach. Ma to kluczowe znaczenie dla testowania metali stosowanych w samolotach i okrętach podwodnych, które mogą doświadczać drastycznych zmian ciśnienia atmosferycznego. Komory są również przydatne do testowania materiałów, które będą narażone na działanie wysokich zakresów temperatur.
Dokładne wyniki z przyrządów tensometrycznych zależą od jakości badanego elementu. Każda wada powstająca podczas procesu cięcia może przekrzywić wyniki testu i doprowadzić do przedwczesnego uszkodzenia pod wpływem obciążenia. Nawet najmniejsza niespójność powierzchni może szybko powiększać się i rozprzestrzeniać pod obciążeniem, co prowadzi do wczesnych pęknięć i zmęczenia metalu. Jest to ten sam proces, który powoduje zmęczenie słabo produkowanych nitów i blach metalowych i awarię w samolotach, gdy są wielokrotnie narażone na działanie ciśnienia atmosferycznego.
Wyniki uzyskane za pomocą przyrządów tensometrycznych zapewniają obciążenie w funkcji rozszerzenia. Na podstawie tych danych, wraz z polem przekroju poprzecznego wycinka do badań, można wykreślić krzywą naprężenie-odkształcenie. Ta krzywa jest unikalna dla każdego materiału i zapewnia kluczowe miary. Miary te obejmują granicę sprężystości materiału, granicę proporcjonalności, granicę plastyczności i wytrzymałość ostateczną.
Tensometry umożliwiają inżynierom określenie modułu Younga dla badanego materiału. Moduł Younga reprezentuje początkowe nachylenie liniowe krzywej naprężenie-odkształcenie materiału, zdefiniowane jako wytrzymałość na rozciąganie podzielona przez odkształcenie rozciągające. Wytrzymałość na rozciąganie jest określana poprzez podzielenie siły przyłożonej przez pole przekroju wycinka do badań. Odkształcenie przy rozciąganiu reprezentuje wielkość wytworzonego rozciągnięcia podzieloną przez pierwotną długość wycinka do badań. Materiały poddane działaniu siły w module Younga, początkowej liniowej części krzywej naprężenie-odkształcenie, powrócą do swojego pierwotnego stanu po usunięciu obciążenia.
Punkt, w którym linia naprężenie-odkształcenie materiału zaczyna się zakrzywiać, reprezentuje granicę sprężystości materiału. Naprężenie spowodowane przez obciążenia większe niż ten limit spowoduje trwałe odkształcenie materiału, uniemożliwiając mu powrót do pierwotnego stanu po usunięciu obciążenia. Maksymalna siła lub odkształcenie pochłonięte przez materiał reprezentuje jego najwyższą wytrzymałość. To może, ale nie musi być równe wytrzymałości materiału na pękanie.