مقاومت كشش      Tensil strength

ماكزيمم تنش كششي را در آزمايش كششي يك نمونه مقاومت كششي آن نمونه گويند بعبارت ديگر بلندترين ارتفاع منحني كه همان نقطه M  در منحني‌هاي كشيده شده است

بايد تنش معمولا تنش نهايي نيز مي گويند( Ultimate . tensile . stress )

كه به اختصار آنرا s 0 T 0 U نمايش مي دهند. فلزات نرم داراي مقاومت كششي كم وبر عكس فلزات سخت داراي مقاومت كششي زيادي هستند. مثلا مقاومت كششي آهن تجارتي حدود 3000 كيلوگرم بر سانتيمتر مربع بوده و مقاومت كششي فولادهاي آلياژدار سخت شده به بيش از 18000 كيلوگرم بر سانتيمتر مربع نيز مي رسد .

از طرفي همچنانكه در اشكال زير مشهود است تنشهاي حد جاري و پارگي فلزات مختلف با عمليات حرارتي مختلف و همچنين آلياژهاي گوناگون با سختي‌هاي مختلف تفاوت دارند كه به ترتيب عبارت از:

1-   آلياژ الومينيوم و سيليس             sB = 20 kg / mm2

2-   آلياژ دور الومينيوم                    sB = 40 kg / mm2

3-   آلياژ     Skleron                         sB = 50 kg / mm2

4-   فولاد زينس مارتين                   sB = 60 kg / mm2

5-   فولاد ابكاري شده                     sB = 85 kg / mm2

6-   فولاد ابكاري شده                     sB = 120 kg / mm2

7-   فولاد ابكاري شده                    sB = 170 kg / mm2

و منحني‌هاي زير نشان دهنده اين مطالب است كه مقدار سختي نسبت مستقيم دارد با تنش حد جاري وحد پارگي وهر چه جسم نرم تر باشد جاري شدن مولكولها زود تر انجام مي گيرد منحني‌ها به ترتيب:

1-فولاد آبداده شده

2-فولاد آبداده كه عمليات حرارتي بيشتر روي آن انجام گرفته

3-فولاديكه تا مغز آن آبداده شده باشد.

6-1-0 مقاومت گسيختگي

براي قطعات فولادي در محلي كمتر از مقاومت حد است زيرا مقاومت گسيختگي را از تقسيم بار گسيختگي بر سطح مقطع اوليه محاسبه مي كنند البته اين درست نيست چون مقطع در اين زمان بسرعت تقليل يافته و مقاومت واقعي گسيختگي را بايد از تقسيم بار بر سطح مقطع تقليل يافته محاسبه نمود در اين صورت مقاومت گسيختگي را بزرگتر از مقاومت حد خواهد شد.

 

 

 

 

 

 

هنگام طرح قطعات بايد به نكات زير توجه كرد هيچگاه نيروي وارده به سيستم كاملا مشخص نيست ومواد كاملا يكنواخت و هموژن نمي باشد وبرخي از مواد آزمايش بيش از گسيختگي به مقدار زيادي كشش مي يابند و گاهي مواد بطور جدي زنگ مي زنند  ويا برخي بطور خميري در اثر يك بار ثابت جريان پيدا مي كنند ( پديده خزش ) وممكن است كه با گذشت زمان اين پديده باعث ايجاد يك تغيير شكل غير قابل برگشت در عضو بشود بنابراين بايد تنش را براي محدود كردن تغيير شكل پائين‌تر از حد گسيختگي در نظر گرفت. در موارديكه بار وارده بر عضو تكراري باشد بايد توجه داشت كه در اين عضو در اثر تعداد دفعات تكرار بار حتي تا مرز گسيختگي مقاومت نخواهد كرد از اين رو تعيين ومحاسبه تنش مجاز يكي از اسباب دقيق در مقاومت مصالح مي باشد. فولاد معمولي كه تنش گسيختگي آن حدود                كيلوگرم بر سانتي متر مربع مي باشد با اين گسيختگي بالا اين فولاد در تنش         كيلوگرم بر سانتي متر مربع ناگهان تغيير شكل جدي از خود نشان مي دهد و براي مثال تنش مجاز همين فولاد در ايالات متحده امريكا 1750 كيلوگرم بر سانتيمتر مربع در نظر گرفته مي شود و همين فولاد اگر در تيري مصرف شود كه زير بار تكرار ومتغير قرار مي گيرد به علت ويژگيهاي خستگي تنش مجاز خيلي كمتري حدود 705 كيلوگرم بر سانتيمتر مربع  خواهد داشت پس مي توان يك رابطه بين تنش گسيختگي يك عضو نوشت كه همان ضريب اطمينان مي باشد.

                                                               

8-1-محاسبات مربوط به كشش روي ماشين كشش

محاسبه تنشها

 

 

 

 

 

2-8-1 محاسبه ازدياد طول         Elongation Percent

الف- روش معمولي

بعد از پاره شدن نمونه بين دو فك ماشين و اندازه‌‌گيريL0  (طول اوليه ) وL0  ( طول جديد بعد از ازدياد طول) در صد ازدياد طول را چنين محاسبه مي نمائيم:

DL/L = e ازدياد طول نسبي                         D= L1 – L0 ازدياد طول

در صد انبساط طولي 100                                       . L0/ ( L1 – L0 ) e % =       

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

ب- روش مورد استفاده در آزمايشگاه هاي صنعتي ( روش تقسيم نمونه به اندازه‌هاي مساوي ) در بعضي موارد ممكن است محل تقليل سطح مقطع و پارگي نمونه در وسط طول مورد آزمايش بوجود نيامد در اين صورت محاسبه ازدياد طول به روش قبلي صحيح نمي باشد و بايد از روش زير پيروي كرد.

از طرفي اگر به دياگرام انبساط در طول نمونه مورد آزمايش دقت شود ملاحظه مي گردد كه دياگرام اضافه طول در تمام نقاط نمونه بطور يكنواخت توزيع نشده بلكه در نمونه‌هائي كه محل پارگي در وسط مي باشد مقدار انبساط نيز در وسط ماكزيمم بوده ودر طرفين مقدار ماكزيمم منحني به صورت قرينه و يكنواخت توضيح گرديده در صورتيكه اگر به شكل ديگر مراجعه شود ملاحظه مي گردد هنگامي كه پارگي در نقطه‌اي خارج از نقطه مياني اتفاق مي افتد توزيع منحني چقدر نامتعادل وغير واقعي است در صورت حالت اول مي توان باز از روش قبلي تا اندازه‌اي پيروي نمود در مواقعي كه حالت دوم پيش مي آيد و احتمال آن نيز زياد است تقريبا جواب بدست آمده با استفاده از روش قبلي غلط مي باشد.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

براي انجام محاسبه به روش جديد بايد نكات زير را در نظر بگيريم:

طول نمونه مورد نظر را به اندازه‌هاي مساوي تقسيم كرده (مثلا  10 يا 20 وغيره )

در اينجا 10 طول مورد آزمايش را 20 قسمت كرده‌ايم.

سپس آزمايش را بعمل آورده و بعد از پاره شدن نمونه اين اندازه‌گيري‌ها را انجام مي دهيم: -محل پاره شدن را مبدأ قرار داده و به آن شماره صفر ميدهيم بعد روي قسمت بلندتر از يك شماره گذاري نموده تا انتهاي آن وروي قسمت كوتاه‌تر از يك شماره گذاري كرده تا انتهاي آن قطع شود.

-         سپس قطعه كوچك را اندازه گرفته و تعداد شماره‌ها را خوانده و آنرا L مي ناميم.

-         در نقطعه بلند از صفر بطرف انتهاي قطعه تا خط دهم را تعيين كرده وطول آنرا L مي ناميم.

-     در قطعه بزرگ به اندازه (L – 10 )را خط دهم بطرف مبدأ تعيين نمونه و طول آنرا L نشان ميدهيم ومقدار انبساط و در صد طول را از روابط زير محاسبه مي نمائيم:                                                                                                                                                                                                               

 

 

 D L / L0 ) . 100) L0 ) . 100 = / (L’ + L” + L”’ – L 0   % = ((     D L = L’ + L” + L”’ – L 0  mm            e

نرمي و سختي فلزات را نيز مي توان با در صد ازدياد طول آنها تا حد گسيختگي سنجيد و فلزات نرم از قبيل مس و آلومينيوم خالص و فولاد هائيكه شده تا بيش از 50 درصد طول اوليه خود مي توانند  تعطيل يابند.

9-1- محاسبه در صد سطح مقطع تقليل يافته ( كاهش سطح مقطع )

چون حجم فلزات در موقع تغييرات پلاستيكي تقريبا ثابت مي ماند لذا در اثر ازدياد طول سطح –مقطع آن كم مي شود . اين كاهش در سطح مقطع نيز نرمي و سختي فلزات را نشان مي دهد. در آزمايش كشش فلزات نرم معمولا در هنگام گسيختگي واغلب در وسط نمونه باريكي                    ايجاد مي گردد.

طرز محاسبه :

الف اگر نمونه بصورت مدور باشد پس از باريكه كردن و پاره شدن در محل  باريكه شده قطر نمونه را اندازه گرفته(m d ) و مساحت جديد را با احتساب قطر m d محاسبه مي كنيم.

AR = p dm2 / 4 سطح كاهش يافته                             A0 = p d20 / 4 سطح اوليه

 DA / A0 . 100 F در صد كاهش سطح مقطع         - AR DA = A0    كاهش سطح مقطع

ب- اگر مقطع نمونه بصورت چهار گوش باشد

بعد از پاره شدن نمونه با مطالعه در سطح مقطع و با توجه به تصاوير زير براي مقاطع چهار گوش محاسبه را اينچنين ادامه ميدهيم:

 

 

 

نمونه‌اي با مقطع چهارگوش به اضلاع a وb در نظر گرفته وبعد از انجام آزمايش مقطعي مطابق شكل خواهيم داشت ولي باز مقطع جديد را بشكل چهارگوشي يا اضلاع جديد a وb فرض مي كنيم:

 

 

 

 

 

10- 1- نمايش نمودار  ,  dB d  ,  j  ,  dE

نمايش منحني‌هاي تنش حد پارگي  dB  و تنش حد الاستيك  dE  و مقدار تقليل سطح مقطع j  و مقدار اضافه طول d با تغييرات درجه حرارت :

از اين نمودار چنين نتيجه مي شود كه با ازدياد درجه حرارت خواص مكانيكي

فولاد در آزمايش كشش تغييرات محسوسي مي نمايد و همچنانكه در شكل مشهود است:

ازدياد طول d با تغييرات درجه حرارت زياد مي شود .

تقليل سطح مقطع j  با تغييرات درجه حرارت زياد مي شود.

تنش حد الاستيك  dE با تغييرات درجه حرارت كم مي شود.

تنش حد پارگي dB  با تغييرات درجه حرارت كم مي شود.

 

نمايش منحني هاي تنش وازدياد طول و تقليل سطح مقطع براي مس:

 

 

 

 

 

 

 

 

نمايش دياگرام هوك در سيستم آلماني و معرفي حروف بكار برده شده در اين سيستم:

 

 

 

 

 

 

 

دياگرام هاي مختلف هوك براي فولاد هاي مختلف در سيستم استاندارد آلماني كه در اينجا براي مثال آورده شده است يا مشخصات كامل:

 

 

 

 

 

در دياگرام هاي زير تنش حد الاستيك مقايسه گرديده به نسبت عناصر تشكيل دهنده آلياژ كه نتيجه حاصل مي گردد هر چه تنش حد الاستيك را بالا ببريم در اين صورت جسم دير تر شروع به جاري شدن مي كند كه به ترتيب:

a 1 ) فولاد كربن دار)

b 2 ) فولاد مالكا ندار.

C3 ) فولاد كرم ونيكل دار.