دستگاه تست کشش در کرنش بالای فلزات – استاندارد 1-13503

دستگاه تست کشش در سرعت کرنش بالا – قسمت 1: سامانه های نوع میله ای  الاستیک طبق استاندارد1-13503

استاندارد مرجع: ISO 26203

ISO 26203-1:2010, Metallic materials – Tensile testing at high strain rates -Part 1: Elastic-bartype systems

هدف ودامنه کاربرد
هدف از تدوین این استاندارد، تعیین روش های خاص برای ازمون مواد ورقی فلزی جهت مشخص کردن
خصوصیات تنش-کرنش در سرعت های کرنش بالا می باشد. این استاندارد در مورد سامانه های نوع میلهی
الاستیک کاربرد دارد.
بر مبنای ازمایشات و محاسبات عددی مانند تحلیل اجزا محدود ( ‘)FEAجهت تعیین مقاومت به اثرات
برخورد خودرو ،گستره سرعت کرنش بین’ ۱۰تا ا- ۱۰ ‘ sمناسب ترین مقدار برای حوادث تصادف خودرو
می باشد.
به منظور دقت در ارزیابی مقاومت به اثرات برخورد ماشین، داشتن خصوصیات تنش-کرنش قابل اطمینان
مواد فلزی در سرعت کرنش بالاتر ازا ۱۰ ] sضروری است.
این روش آزمون، گستره سرعت کرنش بالاتر ازا ۱۰ sرا پوشش می دهد.
یادآوریا- در سرعت کرنش پاتین تر از ا ۱۰ -‘ sمیتوان از دستگاه آزمون کشش شبه استاتیک که در استاندارد ملی ایران
۸۷۶۸- ۱و استاندارد ISO 6892-1مشخص شده است، استفاده نمود.
یادآوری – ۲این روش ازمون ممکن است بر روی آزمونه با هندسه متفاوت از نمونه های آزمون تخت که در اینجا شرج داده
شده، اعمال شود

مراجع الزامی
مدارک الزامی زیر حاوی مقرراتی است که در متن این استاندارد ملی ایران به آن ها ارجاع داده شده است.
بدین ترتیب آن مقررات جزئی ازاین استاندارد ملی ایران محسوب میشود.
در صورتی که به مدرکی با ذکر تاریخ انتشار ارجاع داده شده باشد، اصلاحیه ها و تجدید نظرهای بعدی ان
مورد نظر این استاندارد ملی ایران نیست. در مورد مدارکی که بدون ذکر تاریخ انتشار به آن ها ارجاع داده
شده است، همواره آخرین تجدید نظر و اصلاحیه های بعدی انها مورد نظر است .
استفاده از مرجع زیر برای این استاندارد الزامی است:
2-1 ISO 6892-1, Metallic Materials – Tensile Testing – Part 1: Method of test at room
temperature

اصطلاحا و تعاریف
در این استاندارد اصطلاحات و تعاریف زیر بهکار میرود:
۱-۳
1-Finite Element Analysis
سامانه نوع میله ی الاستیک’

سامانه اندازهگیری که در آن، وسیله سنجش نیرو در راستای محوری طولانی شده است تا بتواند از اترپذیری
اندازهگیری نیرو را از امواج بازگشتی از انتهای دستگاه نیرو ممانعت کند.
یادآوری اساس نامگذاری “سامانه نوع میلهی الاستیک” بر این مبنا بوده که این نوع سامانه معمولا از میلهی الاستیک بلند
بعنوان وسیله اندازهگیری نیرو استفاده می کند.

۴قواعد کلی

ویزگی های تنش- کرنش مواد فلزی در سرعت کرنش بالا ارزیابی میشوند.
در سرعت کرنش بالاتر ازا ، ۱۰sسیگنال نیروی اعمالی به میزان زیادی توسط عبور چندین موج بازگشتی از
داخل نیروسنج’ که در آزمون شبه استاتیک استفاده شده است، آشفته می شود. بنابراین، فنون ویزه ای برای
اندازهگیری نیرو مورد نیاز میباشند. این کار ممکن است توسط دو روش متضاد انجام شود:

– یک راه طولانیتر کردن وسیله اندازهگیری نیرو در جهت بارگزاری به منظور اتمام اندازهگیری قبل از
اینکه امواج الاستیک از طرف دیگر باز تابیده شود (سامانه های نوع میله الاستیک.)

– راه دیگر کوتاهتر کردن وسیله اندازهگیری نیرو، و در نتیجه کاهش زمان مورد نیاز برای رسیدن به
تعادل دینامیکی در داخل دستگاه اندازهگیری نیرو و تولید بسامد طبیعی بیشتر میباشد (سامانه
های نوع هیدرولیکی خود تنظیم)

در سرعت کرنش پائین (کمتر از’ ) ۱۰sمی توان آزمون ها را با دستگاه آزمون کشش شبه استاتیک انجام
داد. گر چه زمانی که دستگاه در برای انجام آزمون هایی با سرعت کرنش بالاتر از مقادیر متداول استفاده
میشود، ملاحظات ویزه ای مورد نیاز هستند. لازم است تا از نمونه های آزمون مشخصی برای آزمون های با
سرعت کرنش بالا، استفاده شود. در پیوست الف جزشیات روش ازمون در این تکنیک شرج داده شده است.

۵نمادها، اختصارات و یکاها
نمادها و نشان گذاری های بکار رفته، در جدول ۱داده شده اند

با استفاده از میله الاستیک بلند، بهتر است قبل از بازتابش موج الاستیک از طرف دیگر میله که در جهت
متضاد آزمونه قرار دارد، آزمون به اتمام برسد. در نتیجه نیرو می تواند بدون آشفتگی در امواج بازگشتی
اندازهگیری شود. برای این روش، معمولا دستگاه آزمون تک میله و دستگاه آزمون میله دو تکه هاپکینسون
‘( ، )SHBاستفاده میشوند (به پیوست ب وب مراجعه کنید.)

۲-۶دستگاه ورودی

برای روش ورودی، عموما بارگزاری نوع حلقه باز’ اعمال می شود. حد بالای سرعت ورودی معمولا ‘۲۰m s
است. برای دستگاه آزمون SHBیک لوله یا میله ضربه زننده’ استفاده می شود. برای دستگاه آزمون تک
میله، معمولا از یک چکش استفاده می شود.

۳-۶طرز کار گیره

طرز کار صحیح گیره (روشی برای اتصال آزمونه و میلهی الاستیک) برای کیفیت داده ها حیاتی میباشد (به
پیوست ب وب مراجعه کنید.)

گیره تشبیت کننده برای دستگاههای SHBو آزمون تک میله، مستقیما بر روی میله های الاستیک نصب
میشوند. توصیه میشود گیره تشبیت کننده دارای ابعاد و جنس مشابه میلههای الاستیک باشد تا هنگامی که
موج تنش از طریق قطار بارگزاری انتشار می یابد، کمترین تغییر امپدانس ایجاد شود. اگر از اندازه و جنس
متفاوتی استفاده میشود، بهتر است ملاحظات مناسبی در ارزیابی تنش و کرنش لحاط شود.

۴-۶دستگاه اندازهگیری نیرو

بهتر است نیرو بوسیله کرنش سنچهای با طول کوتاه، بطور نمونه ۲میلیمتر، که به میله های الاستیک که
مستقیما به آزمونه متصل هستند، وصل شده اند اندازهگیری شود.

موقعیت این اندازهگیری ها بهتر است در محلی باشد که موج الاستیک بوسیله اثرا نهایی متاثر نشود. برای
اندازهگیری موج الاستیک تک بعدی، اندازه گیرهای کرنش باید در فاصله حداقل پنچ برابر قطر میله ها از
انتهای میله ها قرار گیرد (به پیوست ب وب مراجعه کنید.)

یادآوری گستره سرعت کرنش قابل اندازهگیری توسط این روش، ‘ ۱۰sیا بالاتر می باشد. ساخت دستگاه آزمون برای
سرعت های کرنش زیر’ ۱۰ ‘sبه علت نیاز به میله با طول چند ده متر غیر عملی می باشد.

جهت اطمینان از صحت منحنی های تنش-کرنش، راست بودن میلههای الاستیک بسیار مهم است. وجود
نگهدارنده های مناسب یا راهنماهایی برای میله های الاستیک، برای رسیدن به این هدف ضروری هستند.

دستگاه اندازهگیری جابجایی

کرنش در ازمون کشش بوسیله نسبت جابجایی نسبی بین دو نقطه در مقطع اندازهگیری نشان داده میشود
مانند طول اولیه و نهایی ازمونه. عموما در آزمون شبه استاتیک، یک دستگاه کشش سنج به مقطع سنجش
ازمونه متصل می شود و سنجش دقیق می باشد. اگرچه، در سرعت های کرنش بالا، به سبب اثرات اینرسی
کشش سنجچ، استفاده از این روش غیر ممکن است. بنابراین برای اندازهگیری جابجایی یا تغییر طول آزمونه
در سرعت کرنش بالا، باید از دستگاههای نوع بدون تماس یا کرنش سنج های قابل نصب روی میله های
الاستیک استفاده نمود.

وسیله های اندازهگیری که برای اندازهگیری جابجایی در سامانه های نوع میله ای الاستیک می توانند مورد
استفاده قرار گیرند در بندهای ۱ -۵-۶تا ۳-۵-۶شرج داده شده اند. این وسیله ها برای سرعت های کرنش
ا ۱۰ ‘ sتوصیه شده اند و بهتر است جابجایی اندازهگیری شده در طی ازمون ثبت شود. این وسیله ها ممکن
است بصورت ترکیبی مورد استفاده قرار گیرند. به عنوان مثال هنگامی که وسیله های ۱ -۵-۶و ۳-۵-۶
بصورت ترکیبی استفاده می شوند، جابجایی در یک طرف طول اندازهگیری شده اولیه (م)، بوسیله
اندازهگیری جابجایی نوع بدون تماس، سنجیده شده ( ) ۱ -۵-۶و طرف دیگر بوسیله کرنش سنج ( )۳-۵-۶که
روی سطح میله نصب شده است، اندازهگیری می شود.

۱- ۵-۶اندازهگیری جابجایی از نوع بدون تماس

جابجایی در یک سمت طول اولیه (م dبوسیله وسیله های لیزری، نوری یا وسیله های مشابه، اندازهگیری
شده و تب می شود.

با استفاده از دو وسیله نوع ۱ -۵-۶یا یک وسیله نوع ۱ -۵-۶و یک وسیله نوع ۰۳-۵-۶می توان تغییر اloa
در شکل ( ۱آزمونه نوع در بند )۷را نسبت به زمان اندازهگیری کرد و تغییر طول قابل محاسبه خواهد
بود.
۲- ۵-۶کشش سنج نوع بدون تماس
سامانه های کشش سنج نوع لیزر، داپلر یا دوربین های سرعت بالا یا دیگر سامانه های بدون تماس می توانند
برای اندازهگیری تغییر Lدر شکل ۲استفاده شوند (آزمونه نوع Bدر بند 0۷
۳- ۵-۶کرنش سنج
تغییر جابجایی انتای میله الاستیک در واحد زمان، باید با استفاده از معادله ( ) ۱که بر مبنای سوابق کرنش
اندازهگیری شده بوسیله کرنش سنج نصب شده روی میله الاستیک می باشد، محاسبه شود.

که در آن:

) uB(0جابجایی انتهای میله الاستیک در واحد زمان t
€Bکرنش الاستیک درانتهای میله الاستیک (به پیوست ب مراجعه کنید)؟

فراتست عرضه کننده دستگاه های تست

0912-3750274

021-88705040