Κάμψη τριών σημείων

Τι είναι η Κάμψη τριών σημείων;

Στη δοκιμή κάμψης τριών σημείων, το δείγμα τοποθετείται σε δύο στηρίγματα και πιέζεται στο κέντρο του από ένα μόνο ρύγχος φόρτωσης. Το φορτίο και η παραμόρφωση καταγράφονται για να ληφθεί η καμπύλη τάσης-παραμόρφωσης κάμψης. Η μέγιστη ροπή συγκεντρώνεται σε μία μόνο διατομή, επομένως το κάταγμα συμβαίνει συνήθως κάτω από τη μύτη φόρτισης.

Σκοπός της Κάμψη τριών σημείων

Ο σκοπός είναι να προσδιοριστεί η αντοχή και η ακαμψία του υλικού υπό κάμψη. Στον ποιοτικό έλεγχο, παρακολουθείται η συνέπεια από παρτίδα σε παρτίδα. στο σχεδιασμό, παράγονται συγκρίσιμα δεδομένα για την επιλογή υλικού.

Σε ποια προϊόντα εφαρμόζεται η Κάμψη τριών σημείων;

Θερμοπλαστικά και θερμοσκληρυνόμενα πλαστικά μέρη
Σύνθετα πάνελ ενισχυμένα με ίνες
Ξύλο και πάνελ με βάση το ξύλο
Κεραμικά και γυάλινα υλικά
Δείγματα συγκολλημένων μετάλλων (ως δοκιμή κάμψης)

Σε ποιους τομείς χρησιμοποιείται η Κάμψη τριών σημείων;

Πλαστικά είδηΣύνθεταΑυτοκίνητοΗλεκτρονικήΣυσκευασία

Πρότυπα σχετικά με τη Κάμψη τριών σημείων

ISO 178 (πλαστικά — προσδιορισμός ιδιοτήτων κάμψης)
ASTM D790 (πλαστικά και ηλεκτρικά μονωτικά υλικά)
ISO 14125 (σύνθετα πλαστικά ενισχυμένα με ίνες)
EN 843-1 (προηγμένα τεχνικά κεραμικά — αντοχή σε κάμψη)

Συνθήκες της Κάμψη τριών σημείων

Ρύθμιση: Δύο στηρίγματα και μία μόνο μύτη φόρτωσης. άνοιγμα στήριξης από το πρότυπο, ανά πάχος δείγματος
Ταχύτητα δοκιμής: Η ταχύτητα που δίνεται από το πρότυπο για την κατηγορία υλικού
Περιβάλλο: Μετά από προετοιμασία σε τυπική εργαστηριακή ατμόσφαιρα
Μετρημένες ποσότητες: Αντοχή κάμψης, μέτρο κάμψης, καταπόνηση στο σπάσιμο

Εξοπλισμός για τη Κάμψη τριών σημείων

Μηχάνημα συμπίεσης-έντασης γενικής χρήσης
Εξάρτημα κάμψης τριών σημείων και ρυθμιζόμενα στηρίγματα
Κυψέλη φόρτισης και εκτατόμετρο εκτροπής
Θάλαμος κλιματισμού
Εξοπλισμός μέτρησης δειγμάτων (μικρόμετρο, δαγκάνες)

Απαιτήσεις δείγματος για τη Κάμψη τριών σημείων

Οι διαστάσεις του δείγματος πρέπει να προετοιμάζονται σύμφωνα με το πρότυπο που εφαρμόζεται.
Δεν πρέπει να σχηματίζονται εγκοπές στις άκρες κατά την κοπή και τη μηχανική κατεργασία.
Τα πλαστικά δείγματα προετοιμάζονται στην τυπική ατμόσφαιρα πριν από τη δοκιμή.
Πολλά δείγματα ελέγχονται συνήθως. ο αριθμός ορίζεται στο πρότυπο.
Για ανισότροπα υλικά, πρέπει να αναφέρεται ο προσανατολισμός του δείγματος.

Διάρκεια της Κάμψη τριών σημείων

Η δοκιμή ενός μόνο δείγματος διαρκεί λίγα λεπτά. Η συνολική διάρκεια εξαρτάται από την προετοιμασία και την προετοιμασία του δείγματος. η προετοιμασία συχνά διαρκεί περισσότερο από το ίδιο το τεστ.

Διαδικασία της Κάμψη τριών σημείων

1Το δείγμα μετράται και ρυθμίζεται εάν απαιτείται.
2Το εύρος υποστήριξης ορίζεται σύμφωνα με το πρότυπο.
3Το δείγμα επικεντρώνεται στα στηρίγματα.
4Η φόρτωση εφαρμόζεται με την καθορισμένη ταχύτητα.
5Το φορτίο και η παραμόρφωση καταγράφονται συνεχώς.
6Η δοκιμή διακόπτεται σε θραύση ή όταν επιτευχθεί η καθορισμένη παραμόρφωση.
7Υπολογίζεται η αντοχή και ο συντελεστής κάμψης.

Κριτήρια αποδοχής της Κάμψη τριών σημείων

Το πρότυπο της μεθόδου ορίζει τον τρόπο με τον οποίο εκτελείται η δοκιμή και όχι το αποτέλεσμα. Το όριο αποδοχής προέρχεται από το πρότυπο υλικού, τις προδιαγραφές του προϊόντος ή το τεχνικό σχέδιο του πελάτη. Αυτή η σελίδα επομένως δεν δίνει αριθμητικό όριο.

Αξιολόγηση Αποτελεσμάτων

Τα αποτελέσματα αξιολογούνται μαζί με τον μέσο όρο και την εξάπλωση του σετ δειγμάτων. Η θέση του κατάγματος όχι κάτω από τη μύτη φόρτωσης ή η ζημιά που προκαλείται από τη διάτμηση στο δείγμα, απαιτεί επανεξέταση της γεωμετρίας εγκατάστασης.

Έκθεση της Κάμψη τριών σημείων

Ταυτοποίηση δείγματος, τύπος υλικού και αριθμός χυτεύσεως/παρτίδας, εάν υπάρχουν
Γεωμετρία, διαστάσεις και μέθοδος προετοιμασίας δείγματος
Εφαρμόστηκαν τυπικές και συνθήκες δοκιμής
Θερμοκρασία δοκιμής και συνθήκες περιβάλλοντος
Μετρημένες τιμές και υπολογισμένες ποσότητες
Φωτογραφίες επιφανειών κατάγματος ή εσοχών (όπου υπάρχει)
Αβεβαιότητα μέτρησης (εάν ζητηθεί)
Δήλωση ότι το αποτέλεσμα ισχύει μόνο για το δείγμα που υποβάλλεται για δοκιμή

Διαπίστευση

Η EUROLAB κατέχει διεθνώς αναγνωρισμένη διαπίστευση που λαμβάνεται από φορείς διαπίστευσης που συμμετείχαν στις συμφωνίες πολυμερούς αναγνώρισης IAF και ILAC, σύμφωνα με το ISO/IEC 17025 για εργαστηριακές δοκιμές, το ISO/IEC 17020 για την επιθεώρηση και την επιτήρηση και το ISO/IEC 17021-1 και το σύστημα πιστοποίησης προϊόντων ISO/IEC. Αυτή η αλυσίδα διασφαλίζει ότι οι εκθέσεις και τα πιστοποιητικά που εκδίδονται γίνονται αποδεκτά παγκοσμίως.

Το εάν αυτή η δοκιμή μπορεί να προσφερθεί εντός αναγνωρισμένου πεδίου εξαρτάται από το προϊόν σας και το πρότυπο που εφαρμόζεται. Δεδομένου ότι η διαπίστευση βασίζεται στη μέθοδο, το πεδίο εφαρμογής επιβεβαιώνεται γραπτώς στο στάδιο της προσφοράς.

Πεδίο εφαρμογής και εξουσιοδοτήσεις

Σχετικοί Κανονισμοί

EN 10204 (έγγραφα ελέγχου για μεταλλικά προϊόντα)
ΕΕ 305/2011 Κανονισμός προϊόντων δομικών κατασκευών (για προϊόντα που χρησιμοποιούνται στις κατασκευές)
Εναρμονισμένα πρότυπα που εφαρμόζονται σύμφωνα με την οικογένεια προϊόντων

Mekanik Testler — Τι καλύπτει αυτός ο τομέας δοκιμών;

Η παρακάτω ενότητα περιγράφει τον τομέα στον οποίο ανήκει η δοκιμή Κάμψη τριών σημείων· οι συνθήκες και τα κριτήρια αποδοχής αυτής της συγκεκριμένης δοκιμής δίνονται στις παραπάνω ενότητες. Το πεδίο εφαρμογής που αφορά το προϊόν σας επιβεβαιώνεται εγγράφως στο στάδιο της προσφοράς.

Οι μηχανικές δοκιμές μετρούν πώς συμπεριφέρεται ένα υλικό ή εξάρτημα υπό δύναμη. Η οικογένεια εκτείνεται από στατική φόρτιση (εφελκυσμός, θλίψη, κάμψη) έως εξαρτώμενη από τον χρόνο συμπεριφορά (κόπωση, ερπυσμός), και από σκληρότητα και φθορά έως δυσθραυστότητα.

Το κοινό χαρακτηριστικό αυτών των δοκιμών είναι ότι το αποτέλεσμα αναφέρεται ως ιδιότητα υλικού. Το όριο διαρροής ή η σκληρότητα δεν είναι απόφαση συμμόρφωσης· είναι αριθμητικά δεδομένα με τα οποία θα συγκριθεί ο σχεδιασμός και το πρότυπο προϊόντος. Οι εκθέσεις μηχανικών δοκιμών επομένως συνήθως αποτελούν είσοδο για μηχανική απόφαση παρά για έγκριση προϊόντος — επιλογή υλικού, συντελεστής ασφαλείας, πρόβλεψη διάρκειας ζωής.

Η διάκριση μεταξύ στατικής και δυναμικής συμπεριφοράς είναι το κλειδί για την κατανόηση του τομέα. Ένα εξάρτημα μπορεί να φαίνεται εντελώς αφόρτιστο υπό στατικό φορτίο αλλά να σπάει υπό επαναλαμβανόμενη φόρτιση· η θραύση κόπωσης συμβαίνει σε τάσεις πολύ κάτω από το όριο διαρροής και δεν δίνει προειδοποίηση. Για περιστρεφόμενα, δονούμενα ή κυκλικά φορτιζόμενα εξαρτήματα, μια δοκιμή εφελκυσμού μόνη της δεν αποτελεί επομένως επαρκές αποδεικτικό στοιχείο.

Οι συνθήκες δοκιμής καθορίζουν το αποτέλεσμα, και αυτό είναι κρίσιμο για την αναγνωσιμότητα της έκθεσης: γεωμετρία δοκιμίου, ρυθμός φόρτισης, θερμοκρασία, ρύθμιση συνθηκών και διάταξη σύσφιξης. Το ίδιο υλικό δίνει διαφορετικές τιμές υπό διαφορετικές συνθήκες. Στα πλαστικά η επίδραση ρυθμού είναι πολύ έντονη, στα μέταλλα η επίδραση θερμοκρασίας· στα σύνθετα ο προσανατολισμός του δοκιμίου αλλάζει εντελώς το αποτέλεσμα.

Η σκληρότητα είναι η πιο κακώς χρησιμοποιούμενη μέτρηση στον τομέα. Επειδή είναι γρήγορη, σχεδόν μη καταστροφική και φθηνή, χρησιμοποιείται συχνά αντί της αντοχής. Υπάρχουν πίνακες μετατροπής σκληρότητας σε αντοχή, αλλά είναι κατά προσέγγιση και εξαρτώνται από την ομάδα υλικού· η χρήση τους ως μόνο αποδεικτικό στην αποδοχή υλικού είναι λανθασμένη.

Η πλευρά της μηχανικής θραύσης απαιτεί ειδική επάρκεια. Οι μετρήσεις δυσθραυστότητας και ρυθμού ανάπτυξης ρωγμής κόπωσης καθιστούν δυνατό τον υπολογισμό πόσο θα αντέξει μια ρηγματωμένη κατασκευή· αποτελούν τη βάση του σχεδιασμού ανοχής βλάβης σε τομείς όπως εξοπλισμός υπό πίεση, αεροπορικές κατασκευές και αγωγοί.

Ομάδες μεθόδων σε αυτόν τον τομέα

Στατικές δοκιμές
Εφελκυσμός, θλίψη, κάμψη, διάτμηση και στρέψη. Λαμβάνονται όριο διαρροής και αντοχή σε εφελκυσμό, επιμήκυνση και μέτρο ελαστικότητας.
Δοκιμές κρούσης
Κρούση εντομής Charpy και Izod· η συμπεριφορά μετάβασης εύθραυστου-όλκιμου του υλικού καθορίζεται συναρτήσει της θερμοκρασίας.
Σκληρότητα
Brinell, Vickers, Rockwell, Shore και μικροσκληρότητα. Πολύτιμη για το βάθος επεξεργασίας επιφάνειας και τοπικές διαφορές αντοχής.
Κόπωση
Αξονική κόπωση ελεγχόμενη από δύναμη και παραμόρφωση, κόπωση κάμψης· καμπύλες S-N και όριο αντοχής.
Ερπυσμός και χαλάρωση τάσης
Συμπεριφορά υπό μακροχρόνιο φορτίο σε υψηλή θερμοκρασία· καθοριστική για υλικά λεβήτων, στροβίλων και εξοπλισμού υπό πίεση.
Μηχανική θραύσης
Δυσθραυστότητα επίπεδης παραμόρφωσης, ολοκλήρωμα J, CTOD και ρυθμός ανάπτυξης ρωγμής κόπωσης.
Φθορά και τριβή
Φθορά Taber και περιστρεφόμενου τυμπάνου, μετρήσεις συντελεστή τριβής.

Συχνές συγχύσεις σε αυτόν τον τομέα

Ο υπολογισμός αντοχής από σκληρότητα είναι κατά προσέγγιση· δεν μπορεί να χρησιμοποιηθεί ως μόνο αποδεικτικό στην αποδοχή υλικού.
Η επαρκής στατική αντοχή δεν αποδεικνύει την αντοχή σε κόπωση· ένα κυκλικά φορτιζόμενο εξάρτημα απαιτεί ξεχωριστή δοκιμή.
Αν δεν αναφέρονται ο ρυθμός δοκιμής και η θερμοκρασία, το αποτέλεσμα δεν είναι συγκρίσιμο — ιδίως σε πολυμερή και σύνθετα υλικά.
Ένα δοκίμιο δοκιμής και το πραγματικό εξάρτημα ενδέχεται να μην δίνουν την ίδια τιμή· ο προσανατολισμός καλουπιού, οι γραμμές συγκόλλησης και οι διαφορές επιφανειακής επεξεργασίας έχουν όλες επίδραση.
Μια τιμή αντοχής που δίνεται για ένα σύνθετο υλικό χωρίς αναφορά στον προσανατολισμό του δοκιμίου είναι χωρίς νόημα.
Τα αντίστοιχα ASTM και ISO μετρούν το ίδιο μέγεθος αλλά χρησιμοποιούν διαφορετική γεωμετρία δοκιμίου· τα αποτελέσματα δεν θεωρούνται άμεσα ισοδύναμα.

Ποιες αποφάσεις υποστηρίζουν αυτά τα αποτελέσματα

Επαλήθευση σχεδιασμού και επιλογή υλικού
Έλεγχος εισερχόμενου υλικού και έγκριση προμηθευτή
Πλήρωση των μηχανικών απαιτήσεων του προτύπου προϊόντος
Ανάλυση αστοχίας, πρόβλεψη διάρκειας ζωής και υπολογισμός ανοχής βλάβης
Επαλήθευση διεργασιών θερμικής και επιφανειακής κατεργασίας

Σχετικά τεστ

Συχνές ερωτήσεις για τη Κάμψη τριών σημείων

Πώς γίνεται η επιλογή μεταξύ κάμψης τριών σημείων και τεσσάρων σημείων;

Στη δοκιμή των τριών σημείων, η μέγιστη ροπή συγκεντρώνεται σε ένα μόνο τμήμα και η δοκιμή είναι απλή. Εάν είναι επιθυμητό να βρεθεί το πιο αδύναμο σημείο του υλικού, προτιμάται το τετρασημείο, καθώς η περιοχή μεταξύ των δύο μύλων φόρτωσης υπόκειται σε σταθερή ροπή.

Γιατί το εύρος υποστήριξης λαμβάνεται από το πρότυπο;

Η αναλογία ανοίγματος προς πάχος επηρεάζει άμεσα το αποτέλεσμα. Καθώς ο λόγος μειώνεται, οι διατμητικές τάσεις γίνονται κυρίαρχες και η μετρούμενη τιμή δεν είναι πλέον καθαρή αντοχή σε κάμψη.