اقرأ في هذا المقال
- ما هو اختبار الشد على قضبان التسليح؟
- معدات اختبار الشد على قضبان التسليح
- الجانب النظري في اختبار الشد على قضبان التسليح
- إجراء اختبار الشد على قضبان التسليح
ما هو اختبار الشد على قضبان التسليح؟
يتم إجراء اختبار الشد على الفولاذ الطري والصلب الطور والصلب عالي الشد لتحديد الخصائص مثل معامل يونغ والقوة النهائية والاستطالة المئوية. كما أنه في اختبار الشد، يتعرض قضيب فولاذي لحمل توتر بواسطة آلة اختبار عالمية (UTM). حيث سيتم شرح ترتيب المعدات وإجراءات إجراء اختبار الشد على قضيب فولاذي في هذه المقالة بالتفصيل.
معدات اختبار الشد على قضبان التسليح:
يتطلب اختبار الشد ما يلي:
- آلة اختبار عالمية (UTM).
- مقياس الامتداد.
- مقياس الورنية الفرجار.
- أدوات الاختراق.
1. آلة اختبار الشد والضغط:
- تتكون آلة الاختبار من وحدتين رئيسيتين، واحدة هي وحدة التحميل والأخرى هي لوحة التحكم.
- وحدة التحميل: يتم تحميل العينة في وحدة التحميل. حيث تسمى المعدات الموجودة على يسار الآلة بوحدة التحميل. وتتكون وحدة التحميل من ثلاثة رؤوس متقاطعة، وهي الرأس العلوي والرأس الأوسط والرأس السفلي. حيث تُستخدم هذه الرؤوس المتقاطعة اعتمادًا على نوع الحمل (الشد أو الانضغاط أو القص) المطبق على العينة. وعند إجراء اختبار الشد، يتم استخدام الرؤوس المتقاطعة العلوية والسفلية.
- لوحة التحكم: تسهل هذه الوحدة تطبيق الحمل على العينة. كما يتم تنفيذ تطبيق الحمل بفعل الضغط الهيدروليكي. حيث تم تركيب مقياس قوة البندول لقياس وإشارة القوة القادمة على العينة.
- دائمًا ما يوجد حمل كبير الحجم يشير إلى قرص مزود بغطاء زجاجي مثبت على جانب لوحة التحكم. حيث أن النطاق الذي يشير إلى الطلب يجب ضبطه للنطاق المحدد.
الجانب النظري في اختبار الشد على قضبان التسليح:
تخضع العينة لحمل توتر ثابت ويلاحظ الامتداد الناتج في القضيب الفولاذي مقابل الحمل ضمن الحد المرن. حيث يتم ملاحظة قِيم الحمل عند نقطة العائد ونقطة الانهيار والنقطة النهائية بعناية. ومع القيم التي تم الحصول عليها، يتم حساب الإجهاد والانفعال ورسمهما في رسم بياني. ومن البيانات نحصل على:
- معامل المرونة،(E): الإجهاد إلى الانفعال حيث يتم حسابه ضمن حد المرونة. كما يوفر منحدر منحنى الإجهاد والانفعال معامل المرونة.
- إجهاد المحصول: الحمل عند نقطة العائد إلى منطقة الالتواء الأصلية.
- الإجهاد المطلق: التحميل النهائي إلى منطقة الالتواء الأصلية.
- إجهاد الكسر الاسمي: حمل الكسر إلى إجهاد الكسر الاسمي.
- إجهاد الكسر الفعلي: حمل الكسر إلى منطقة العنق.
- استطالة النسبة المئوية: التغيير في الطول إلى الطول الأصلي لكل 100.
- النسبة المئوية للتخفيض في المساحة: التغيير في الطول إلى المنطقة الأصلية لكل 100.
إجراء اختبار الشد على قضبان التسليح:
- تحضير العينة: في البداية، يتم تنظيف عينة القضيب الفولاذي وتحديد طول المقياس عليها. كما يتم حساب طول المقياس بواسطة صورة الصيغة. ويمكن تحديد طول المقياس على العينة بواسطة أداة التثقيب.
- حساب النطاق: يتم افتراض قيمة إجهاد الشد التي يتم من أجلها حساب أقصى سعة تحميل متوقعة للقضيب. ومن هذا، يتم حساب النطاق ويتم تعيين هذا النطاق في آلة اختبار الشد والضغط. وبافتراض إجهاد العمل = 140 نيوتن لكل مم².
- عامل الأمان = 3 أضعاف الإجهاد النهائي = 140 × 3 = 420 نيوتن لكل مم².
- الحمولة النهائية = 420 x مساحة الالتواء. ومن الحمل النهائي، يمكن إصلاح النطاق الذي سيتم استخدامه.
- وضع العينة: يتم تشغيل المقبض بحيث تلائم العينة القاعدة العلوية بإحكام. كما يتم الاحتفاظ بالصمام الأيسر في وضع مغلق تمامًا والصمام الأيمن في وضع الفتح العادي. وفتح الصمام الأيمن وغلقه بعد رفع الطاولة السفلية قليلاً. حيث يتم ضبط مؤشر الحمل على الصفر باستخدام مقابض الضبط الصفرية. ومن خلال تشغيل المقبض، رفع رأس الصليب السفلي لأعلى ومسك بقوة الجزء السفلي من العينة. كما أنه بمجرد وضع العينة، يتم قفل الفكين.
- وضع مقياس التمدد: أصلاح مقياس التمدد على العينة وضبط القراءة على الصفر.
- تطبيق الحمل: يتم إدارة صمام التحكم الأيمن ببطء لفتح الموضع للحصول على معدل التحميل المطلوب. وعندما تكون العينة تحت الحمل، القيام بفصل مقبض القفل ببطء. وملاحظة الامتداد بزيادة تحميل مناسبة. حيث يجب إزالة مقياس الامتداد قبل الوصول إلى نقطة العائد. كما يستخدم الصمام الأيمن لتطبيق الحمل ويستخدم الصمام الأيسر لتحرير الحمل على العينة.
- نقاط التحميل المهمة: مع زيادة الحمل في مرحلة ما، يظل مؤشر الحمل ثابتًا. حيث يشير الحمل المقابل لهذا إلى نقطة العائد. ومع زيادة أخرى في الحمل، يتراجع المؤشر إلى الوراء وتكسر العينة. كما أن الحمل قبل هذا الكسر هو الحمل النهائي. ويسمّى الحمل عند كسر العينة بالحمل المكسور.
بمجرد عبور الحمل للضغط النهائي (الحمل النهائي) يبدأ تشكيل العنق في القضيب الفولاذي. حيث أن العنق هو انخفاض كبير يحدث في منطقة المقطع العرضي للقضيب الفولاذي.
أغلاق صمام التحكم الأيمن وأخرج القطعة المكسورة. وفتح صمام التحكم الأيسر لضخ الزيت مرة أخرى. حيث يمكن رؤية السعة القصوى للعينة مقابل المؤشر الأحمر. وقياس قطر العينة في الرقبة.
