ความต้านทานการฉีกขาด

T

ความต้านทานการฉีกขาด

การวัดความสามารถของวัสดุแผ่นหรือฟิล์มในการต้านทานการฉีกขาด สำหรับกระดาษ คือแรงที่จำเป็นในการฉีกกระดาษชั้นเดียวหลังจากเริ่มการฉีกแล้ว มีวิธีมาตรฐานสามวิธีสำหรับการกำหนดความต้านทานการฉีกขาดของฟิล์มพลาสติก: ASTM D-1004 ระบุวิธีการกำหนดความต้านทานการฉีกขาดที่อัตราการโหลดต่ำ การทดสอบใน ASTM D-1922 วัดแรงที่จำเป็นในการขยายรอยผ่าที่ตัดไว้ล่วงหน้าผ่านตัวอย่างแผ่น และ ASTM D-1038 ให้วิธีการกำหนดความต้านทานการแพร่กระจายของการฉีกขาดที่แนะนำสำหรับการทดสอบการยอมรับข้อกำหนดเท่านั้น ความต้านทานการฉีกขาดของยางคือแรงที่จำเป็นในการฉีกตัวอย่างหนา 1 นิ้วภายใต้เงื่อนไขที่ระบุใน ASTM D-624 ความต้านทานการฉีกขาดของสิ่งทอคือแรงที่จำเป็นในการขยายการฉีกขาดแบบลิ้นเดี่ยว (เริ่มจากรอยตัด) โดยใช้อุปกรณ์ลูกตุ้มตก (ASTM D-1424)

เนื้อหาที่เกี่ยวข้อง

6800 Series Premier Testing Systems Brochure

Instron 6800 Series Universal Testing Systems provide unparalleled accuracy and reliability. Built on a patent-pending Operator Protect system architecture with an all-new Smart-Close Air Kit and Collision Mitigation features, the 6800 Series makes materials testing simpler, smarter, and safer than ever before.

ดาวน์โหลด

3400 Series Universal Testing Systems Brochure

Instron 3400 Series universal testing systems for tensile, compression, bend, and other material property tests.

ดาวน์โหลด

Bluehill Universal Brochure

Bluehill Universal is Instron’s advanced materials testing software, designed for intuitive touch interaction and streamlined workflows. It offers pre-loaded test methods, QuickTest for rapid setup, enhanced data exporting, and Instron Connect for direct service communication. Users of Bluehill 2 and Bluehill 3 can easily upgrade to the latest version for improved performance and usability.

ดาวน์โหลด

ความแข็งแรงต่อการฉีกขาด

T

ความแข็งแรงต่อการฉีกขาด

แรงดึงที่จำเป็นในการทำให้ชิ้นทดสอบผ้าทอที่มีรอยเปิดแตกขาดภายใต้เงื่อนไขที่ระบุไว้ใน ASTM D-2261 และ ASTM D-2262 ความแข็งแรงต่อการฉีกขาดที่ขอบของกระดาษคือแรงที่จำเป็นในการฉีกชิ้นทดสอบที่พับทับรอยบาก V และใส่แรงกดในเครื่องทดสอบแรงดึง

เนื้อหาที่เกี่ยวข้อง

3400 Series Universal Testing Systems Brochure

Instron 3400 Series universal testing systems for tensile, compression, bend, and other material property tests.

ดาวน์โหลด

6800 Series Premier Testing Systems Brochure

ดาวน์โหลด

Bluehill Universal Brochure

ดาวน์โหลด

ความแข็งแรงต้านแรงดึง

T

ความแข็งแรงต้านแรงดึง

บทนำสู่การทำความเข้าใจและการวัดความแข็งแรงต้านแรงดึง

ความแข็งแรงต้านแรงดึงเป็นการวัดที่สำคัญที่นักวิจัย วิศวกร และแผนกควบคุมคุณภาพใช้เพื่อประเมินคุณสมบัติทางกลของวัสดุ ผลิตภัณฑ์ หรือส่วนประกอบ ความแข็งแรงต้านแรงดึงของวัสดุหมายถึงความเค้นดึงทางกล (แรงดึง) สูงสุดที่ตัวอย่างสามารถทนได้ก่อนที่จะเกิดความเสียหาย แม้ว่าคำจำกัดความของความเสียหายจะแตกต่างกันไปขึ้นอยู่กับประเภทของวัสดุและการออกแบบ

เมื่อวัสดุถูกกระทำด้วยความเค้นดึงที่เพิ่มขึ้น พันธะระหว่างอะตอมจะถูกยืดออกและในที่สุดจะขาดเมื่อความเค้นเพิ่มขึ้น เมื่อพันธะอะตอมถูกยืดออกเท่านั้น วัสดุจะอยู่ในช่วงยืดหยุ่น ซึ่งการเอาแรงออกจะทำให้วัสดุกลับสู่รูปร่างเดิม เมื่อพันธะอะตอมเริ่มขาด วัสดุจะเข้าสู่ช่วงพลาสติก ซึ่งหมายความว่าวัสดุได้รับการเปลี่ยนแปลงทางเคมีและจะไม่กลับสู่รูปร่างเดิมเมื่อเอาแรงออก ตัวอย่างมักจะเริ่มเปลี่ยนแปลงที่มองเห็นได้ในระหว่างขั้นตอนนี้ของการทดสอบ โดยจะแคบลงตรงกลางในพฤติกรรมที่เรียกว่า 'การหดคอ'

ขึ้นอยู่กับวัสดุที่ถูกประเมิน ความแข็งแรงต้านแรงดึงสามารถประเมินได้ที่จุดที่เข้าสู่ขั้นตอนของการเสียรูปแบบพลาสติก - จุดครากแรก - หรือจุดที่วัสดุแตกในที่สุด การประเมินความแข็งแรงต้านแรงดึงที่จุดของการเสียรูปแบบพลาสติกเรียกว่า ความแข็งแรงครากแรก การประเมินความแข็งแรงต้านแรงดึงที่จุดที่ตัวอย่างแตกเรียกว่าความแข็งแรงต้านแรงดึงสูงสุด

ประเภทของวัสดุที่ถูกทดสอบจะเป็นตัวกำหนดว่าความแข็งแรงครากแรกหรือความแข็งแรงต้านแรงดึงสูงสุดให้ข้อมูลที่มีประโยชน์มากที่สุด ตัวอย่างเช่น วัสดุเหนียวเช่นโลหะมักจะถูกประเมินที่จุดครากแรก ในขณะที่วัสดุเปราะเช่นคอมโพสิตมักจะถูกประเมินที่จุดแตก ทั้งสองจุดนี้ รวมถึงโมดูลัสความยืดหยุ่น เป็นการคำนวณที่สำคัญที่ใช้ช่วยในการระบุลักษณะความแข็งแรงของวัสดุ

หน่วยในการวัดความแข็งแรงต้านแรงดึง

ในระบบสากล ความแข็งแรงต้านแรงดึงแสดงในหน่วยปาสคัลหรือเมกะปาสคัล ซึ่งเท่ากับนิวตันต่อตารางเมตร (N/m²) ในระบบอเมริกันแสดงในหน่วยปอนด์ต่อตารางนิ้ว (lbf/in² หรือ psi)

ความแข็งแรงต้านแรงดึงคำนวณอย่างไร?

ความแข็งแรงต้านแรงดึงคำนวณโดยการหารพื้นที่หน้าตัดของตัวอย่างด้วยแรงดึงสูงสุดที่ได้รับ ความแข็งแรงต้านแรงดึง (σ) = แรงดึงสูงสุด (F) / พื้นที่หน้าตัดของตัวอย่าง (A):

$σ = \frac{F}{A}$

วิธีการวัดความแข็งแรงต้านแรงดึง?

ความแข็งแรงต้านแรงดึงวัดโดยการทำการทดสอบแรงดึงบนเครื่องทดสอบสากล และต้องระมัดระวังเพื่อให้แน่ใจว่าผลลัพธ์มีความแม่นยำและทำซ้ำได้ การประเมินวัสดุด้วยความแข็งแรงต้านแรงดึง/ความแข็งแรงครากแรกในหน่วยความเค้น (Pa หรือ psi) แทนที่จะเป็นแรง (N หรือ lbf) ช่วยในการทำซ้ำผลลัพธ์ เนื่องจากวัสดุ/ตัวอย่างที่เตรียมไว้มีความคลาดเคลื่อนของความหนาและความกว้างที่อาจแตกต่างกัน และความเค้นคำนึงถึงการวัดความหนาและความกว้างของการคำนวณความแข็งแรงต้านแรงดึงของแต่ละตัวอย่าง ตัวอย่างเช่น หากผู้ปฏิบัติการทดสอบตัวอย่าง 5 ชิ้นจากชุดเดียวกัน และทั้งหมดมีความหนาที่แตกต่างกัน ค่าแรงสูงสุดอาจมีช่วงที่กว้างกว่า ในขณะที่ค่าความเค้นจะยังคงเปรียบเทียบได้

การแสดงความแข็งแรงต้านแรงดึง

กราฟต่อไปนี้แสดงจุดครากและประเภทของเส้นโค้งจากตัวอย่างพลาสติกประเภทต่างๆ:

ตัวอย่างที่ 1 แสดงตัวอย่างของตัวอย่างเปราะที่แตกที่จุดครากด้วยความเครียดต่ำ
ตัวอย่างที่ 2 แสดงตัวอย่างของวัสดุที่มีความเค้นเพิ่มขึ้นหลังจากครากแรก
ตัวอย่างที่ 3 แสดงวัสดุที่ไม่มีความเค้นเพิ่มขึ้นหลังจากครากแรก
ตัวอย่างที่ 4 แสดงวัสดุอีลาสโตเมอร์อ่อนที่แตกที่ความเครียดที่มากกว่า

กราฟนี้แสดงตัวอย่างของความแข็งแรงครากแรกบนและล่างสำหรับเส้นโค้งประเภทต่างๆ โดย R_eh แสดงถึงความแข็งแรงครากแรกบน R_el แสดงถึงความแข็งแรงครากแรกล่าง และ a แสดงถึงผลกระทบชั่วคราวเริ่มต้น เส้นโค้งเหล่านี้เป็นตัวแทนของพฤติกรรมที่มักเห็นเมื่อทดสอบโลหะ

ความแข็งแรงต้านแรงดึงของวัสดุทั่วไป

วัสดุ	ความแข็งแรงครากแรก (MPa)	ความแข็งแรงต้านแรงดึงสูงสุด (MPa)
ไนลอน-6	45	45-90
อะคริลิก แผ่นใสหล่อ (PMMA)	72	87
อะลูมิเนียม	95	110
ทองแดง	70	220
เหล็กโครงสร้าง ASTM A36	250	400-550
เหล็กกล้าไร้สนิม AISI 302 - รีดเย็น	502	860
โลหะผสมไทเทเนียม	730	900
เพชร	1600	2800
อะรามิด (เควลาร์หรือทวารอน)	3620	3757
เส้นใยคาร์บอน (Toray T1100G) (เส้นใยที่แข็งแรงที่สุดที่มนุษย์สร้างขึ้น)	-	7000 เส้นใยเพียงอย่างเดียว

แหล่งที่มา: https://www.engineeringtoolbox.com/young-modulus-d_417.html

อุปกรณ์สำหรับการวัดความแข็งแรงต้านแรงดึง

ความแข็งแรงต้านแรงดึง พร้อมกับคุณสมบัติแรงดึงอื่นๆ วัดบน เครื่องทดสอบสากล. อุปกรณ์นี้มีให้ในความจุแรงที่หลากหลาย โดยมีความจุแรงสูงสุดตั้งแต่ 0.02 N ถึง 2,000 kN นอกจากการทดสอบแรงดึงแล้ว เครื่องเหล่านี้ยังสามารถทำการทดสอบการอัด การดัด การลอก การฉีก การเฉือน การเสียดทาน การบิด การเจาะ และการทดสอบประเภทอื่นๆ เพื่อระบุลักษณะคุณสมบัติทางกลของวัสดุ ส่วนประกอบ และผลิตภัณฑ์สำเร็จรูปอย่างครบถ้วน ขึ้นอยู่กับความต้องการปริมาณงานของห้องปฏิบัติการของคุณ ระบบอัตโนมัติหลายระบบก็มีให้บริการเช่นกัน

ระบบทดสอบสากลสูงสุด 300 kN - ซีรีส์ 6800

ออกแบบมาเพื่อประสิทธิภาพที่ยอดเยี่ยม ซีรีส์ 6800 ให้ความแม่นยำและความน่าเชื่อถือที่ไม่มีใครเทียบได้ การยศาสตร์ที่ปรับปรุงแล้ว และประสบการณ์การทดสอบที่ดีขึ้นสำหรับผู้ปฏิบัติการในปัจจุบัน มีให้ในช่วงความจุแรง 0.02 N (2 gf) ถึง 300 kN

ข้อมูลเพิ่มเติม

เครื่องทดสอบความแข็งแรงต้านแรงดึง Instron

ระบบทดสอบสากลสูงสุด 300 kN - ซีรีส์ 3400

ระบบทดสอบซีรีส์ 3400 มอบความเรียบง่ายและประสิทธิภาพที่จำเป็นสำหรับการทดสอบ QC ตามมาตรฐานประจำและการทดสอบทางกลทั่วไป มีให้ในช่วงความจุแรง 0.02 N (2 gf) ถึง 300 kN

ข้อมูลเพิ่มเติม

ระบบทดสอบสากลอุตสาหกรรมสูงสุด 2000 kN

ซีรีส์อุตสาหกรรมของ Instron ประกอบด้วยเฟรมที่มีพื้นที่ทดสอบเดี่ยวหรือคู่ และมีความจุแรงตั้งแต่ 300 kN ถึง 2000 kN และใช้สำหรับทดสอบโลหะความแข็งแรงสูง โลหะผสม และคอมโพสิต

ข้อมูลเพิ่มเติม

ระบบทดสอบอัตโนมัติ

ระบบทดสอบอัตโนมัติของ Instron ช่วยให้ห้องปฏิบัติการปรับปรุงปริมาณงาน ความสามารถในการทำซ้ำ และความปลอดภัย ในขณะที่ปลดปล่อยผู้ปฏิบัติการที่มีทักษะให้มุ่งเน้นไปที่งานที่มีคุณค่าอื่นๆ

ข้อมูลเพิ่มเติม

การทดสอบแรงกระแทกแบบดึงด้วยเครื่องทดสอบแรงกระแทกแบบลูกตุ้ม

T

การทดสอบแรงกระแทกแบบดึงด้วยเครื่องทดสอบแรงกระแทกแบบลูกตุ้ม

การทดสอบแรงกระแทกแบบลูกตุ้มแบบดึงคืออะไร

วิธีการทดสอบสำหรับกำหนดพลังงานที่จำเป็นในการทำให้ชิ้นทดสอบแตกหักภายใต้แรงดึงแบบกระแทก โดยทั่วไปจะดำเนินการบนเครื่องทดสอบแบบลูกตุ้ม การทดสอบความแข็งแรงต่อแรงกระแทกแบบดึงได้รับการพัฒนาขึ้นเพื่อแก้ไขข้อบกพร่องของการทดสอบแรงกระแทกแบบดัด (ทั้ง Izod และ Charpy) ตัวแปรการทดสอบทั้งหมดที่มีผลกระทบสูงต่อผลลัพธ์ เช่น ความไวต่อรอยบาก ปัจจัยการโยน และความหนาของชิ้นทดสอบ จะถูกกำจัดออกในการทดสอบแรงกระแทกแบบดึง การทดสอบนี้ตรงข้ามกับประเภท Izod และ Charpy ซึ่งจำกัดเฉพาะชิ้นทดสอบหนาเท่านั้น ช่วยให้สามารถกำหนดความแข็งแรงต่อแรงกระแทกของชิ้นทดสอบที่บางมากและยืดหยุ่นได้

การทดสอบแรงกระแทกแบบลูกตุ้มแบบดึงดำเนินการอย่างไร

มีการกำหนดค่าการทดสอบที่แตกต่างกันสองแบบ แบบหนึ่งประกอบด้วยการติดตั้งแบบชิ้นทดสอบในหัว (วิธี ISO 8256 B) โดยชิ้นทดสอบจะติดโดยตรงกับค้อนลูกตุ้ม พลังงานที่จะทำลายด้วยแรงกระแทกจะถูกกำหนดโดยค่าพลังงานจลน์ที่ลูกตุ้มดึงออกมาในกระบวนการทำลายชิ้นทดสอบ การติดตั้งการทดสอบต้องการการติดตั้งปลายด้านหนึ่งของชิ้นทดสอบบนค้อน และปลายอีกด้านหนึ่งต้องจับไว้ภายในส่วนหัวไขว้ ซึ่งเคลื่อนที่ไปพร้อมกับลูกตุ้มจนถึงช่วงเวลาของแรงกระแทก ตราบใดที่ฐานเครื่องแข็งแรงพอที่จะป้องกันการสั่นสะเทือน พลังงานที่สูญเสียจากการกระเด้งของหัวไขว้ในทิศทางตรงข้ามสามารถคำนวณได้อย่างง่ายดาย

การกำหนดค่าการทดสอบที่สองคือการติดตั้งแบบชิ้นทดสอบในฐาน (วิธี ISO 8256 A) ชิ้นทดสอบจะถูกยึดในแท่นจับชิ้นทดสอบที่รองรับโดยโครงของลูกตุ้ม และจะถูกทำลายด้วยแรงกระแทกระหว่างลูกตุ้มและส่วนหัวไขว้ ซึ่งจะถูกยึดไว้เสมอที่ปลายอีกด้านหนึ่งของชิ้นทดสอบ

รูปต่อไปนี้แสดงการกำหนดค่าแรงกระแทกแบบชิ้นทดสอบในฐานที่พบบ่อยที่สุด

พลังงานค้อนมีให้ใช้ตั้งแต่ 0.5 - 50 J (0.37 - 36.9 ft-lbs) ขึ้นอยู่กับประเภทของการทดสอบ และความเร็วแรงกระแทก 2.9 m/s และ 3.8 m/s การทดสอบแรงกระแทกแบบดึงนำเสนออัตราความเครียดเป็นตัวแปรการทดสอบที่สำคัญ และนักวิจัยหลายคนได้แสดงให้เห็นว่าผลการทดสอบแรงกระแทกแบบดึงมีความสัมพันธ์กับความล้มเหลวในสนามจริงได้ดีกว่าการวิเคราะห์การทดสอบแรงกระแทก Izod หรือ Charpy