Trek- en drukproeven zijn essentiële procedures om de kwaliteit van materialen te controleren. Ze helpen ons om veel parameters over materialen te weten te komen. Je zult veel mensen zien discussiëren over trek- versus compressietests als het gaat om het testen van materialen. Deze twee testmethoden verschillen echter van elkaar.
Bij de trekproef gaat het vooral om het vermogen van het materiaal om trek- en rekweerstand te weerstaan. Bij compressietesten wordt het materiaal samengedrukt om de eigenschappen te controleren. Deze tests worden uitgevoerd met specifieke machines. In dit artikel bespreek ik trek- en compressietesten, waarbij ik hun belangrijkste verschillen belicht.
Basisoverzicht van trek- en compressietests
Trek- en drukproeven zijn tot op zekere hoogte vergelijkbaar. Ze stellen het materiaal bloot aan verschillende niveaus van belasting of spanning. Bij trekproeven wordt er echter aan het materiaal getrokken en gerekt. Het is nuttig om de maximale kracht te kennen die een materiaal kan weerstaan voordat het permanent vervormt. De compressietest daarentegen is vooral gericht op het samendrukken van het materiaal.
Bij deze test wordt het materiaal blootgesteld aan een grote kracht of spanning. Interessant is dat deze kracht niet trekt, maar duwt, knijpt en drukt. Het is nuttig om te begrijpen hoe het materiaal zich zal gedragen wanneer het wordt blootgesteld aan spanning in echte omstandigheden. Deze tests geven ons de exacte waarde van de volgende parameters:
- Rek
- Opbrengststerkte
- Breukpunt
- Nekgedrag
- Druksterkte
Rek geeft de elasticiteit van een materiaal aan. De vloeigrens geeft het punt aan waarop het materiaal permanent begint te vervormen. De druksterkte geeft de maximale kracht aan die een materiaal kan weerstaan zonder te breken. Deze testen helpen bij het bepalen van de maximale sterkte van het materiaal, waarna het niet meer bestand is tegen verdere spanning.
De treksterkte tester en compressiemachines trekken respectievelijk comprimeren het materiaal. De tester (machine) verhoogt geleidelijk de kracht (spanning). De operator noteert het gedrag van het materiaal. De tester toont ook een spanning-rek grafiek. Deze vertelt ons wanneer het materiaal permanent begint te vervormen en breekt. De operator noteert verschillende parameters tijdens deze test.
Ingenieurs hebben deze parameters nodig voordat ze een materiaal gebruiken om verschillende producten te maken. De druktest wordt bijvoorbeeld gebruikt om de kwaliteit van materialen voor bruggen en gebouwen te beoordelen. Ingenieurs gebruiken een materiaal niet als de rek, druksterkte en andere parameters onbekend zijn.
Verschillen tussen trektest en samendruktest
Zowel trek- als drukproeven helpen ons verschillende parameters te kennen. Ze beschrijven hoe een materiaal zich zal gedragen wanneer het wordt blootgesteld aan verschillende spanningsniveaus. Op deze manier kunnen we ze gebruiken door de spanning bloot te stellen die veilig is voor hun structuur. Zowel trek- als compressietests verschillen echter van elkaar. Laten we er eens in duiken en al hun belangrijke verschillen bespreken.
1- Richting van de toegepaste kracht
Trek- en drukproeven verschillen wat betreft de richting van de uitgeoefende kracht. Bij trekproeven wordt een kracht naar buiten uitgeoefend. Anderzijds bestaat de compressietest uit het uitoefenen van een kracht naar binnen. Zoals je weet, trekt de trekbank aan beide uiteinden aan het materiaal. De krachtrichting gaat naar buiten. De compressietester oefent de kracht naar binnen of naar buiten uit. Hij oefent spanning uit op het materiaal en controleert het gedrag ervan. De uitgeoefende kracht blijft dus in de richting van het materiaal wijzen.
2- Type veroorzaakte stress
Trek- en drukproeven hebben te maken met twee verschillende soorten spanningen. De trekproef genereert trekspanning. Bij compressietesten daarentegen wordt het materiaal blootgesteld aan drukspanning. Het gaat meer om het samendrukken van het materiaal.
De trekspanning rekt het materiaal uit en controleert de elasticiteit. In eenvoudige woorden, deze spanning rekt het materiaal uit. De deeltjes van het materiaal nemen meer ruimte in en bewegen verder uit elkaar. De drukspanning duwt, drukt en verkort het materiaal. De materiaaldeeltjes komen in deze gevallen heel dicht bij elkaar door de drukspanning of -kracht.
3- Apparatuur instellen
De trektest wordt uitgevoerd in een universele testmachine (UTM). Deze wordt geleverd met twee grepen. Het materiaal of preparaat wordt tussen deze twee grepen geklemd. De operators controleren de uitlijning om een nauwkeurige meting te garanderen. Beide handgrepen van de machine trekken aan het preparaat en oefenen spanning uit. De operator noteert vervolgens de spanning en het gedrag van het materiaal.
De machine registreert ook de spanning-rek grafiek, wat erg nuttig is. Het geeft ons verschillende punten waar materialen een verschillend gedrag vertonen. Aan de andere kant worden compressietestmachines geleverd met vlakke platen. Het proefstuk wordt in de machine geplaatst tussen deze twee platen. De platen drukken het materiaal samen door er kracht op uit te oefenen.
4- Vervormingsgedrag
Zoals eerder gezegd, rekt de trektest de materialen uit door kracht uit te oefenen. Daarom wordt het materiaal dunner als het wordt uitgerekt. Het wordt dunner en dunner naarmate de spanning toeneemt. Er komt een moment waarop je merkt dat het materiaal gaat vernauwen.
In dit stadium zal het materiaal een kwetsbare doorsnede hebben. Andere delen van het materiaal zouden minder dan die hals hebben. Compressietesten oefenen kracht uit om het materiaal samen te drukken. Als gevolg daarvan wordt het materiaal korter en wordt het kleiner. Als het materiaal broos is, kan het zelfs breken en versplinteren.
5- Gemeten materiaaleigenschappen
Zoals hierboven vermeld, helpen beide testmethodes ons om meer te weten te komen over verschillende parameters. Elke test geeft ons echter andere parameters voor de materialen. De trekproef geeft informatie over de volgende parameters:
- Opbrengststerkte
- Breukpunt
- Nekgedrag
- Rek (vervormbaarheid)
- Uiteindelijke treksterkte (UTS)
- Young's Modulus (elasticiteitsmodulus)
Al deze parameters hebben te maken met het uitrekken van de materialen. Anderzijds levert de compressietest ons ook een aantal parameters op. Deze parameters hebben vooral te maken met duwen, samendrukken en samenpersen. Hier is de lijst van die belangrijkste parameters.
- Druksterkte
- Elastische grens in compressie
- Vervorming, verkorting & verbrijzeling
- Elasticiteitsmodulus jong (in compressie)
Onthoud dat vloeigrens en druksterkte dezelfde betekenis hebben voor verschillend gedrag. De vloeigrens is de materiaalkracht die een materiaal verdraagt voordat het permanent vervormt. Op dezelfde manier is de druksterkte de maximale spanning of kracht waaraan het materiaal wordt blootgesteld voordat het bezwijkt of bezwijkt.
6- Algemeen geteste materialen
Beide testen verschillen wat betreft de materialen die ze testen. De trekproef is over het algemeen geschikt voor materialen die de neiging hebben om uit te rekken. Bij belasting zetten deze materialen uit en worden ze groter. Voorbeelden van dergelijke materialen zijn kunststoffen, polyesters, rubber en metalen, zoals staal. De compressietest daarentegen test dergelijke materialen niet.
In plaats daarvan worden materialen getest die bros zijn. Dit betekent dat deze bros zijn en kunnen breken bij extreme belasting. Voorbeelden van dergelijke materialen zijn keramiek, beton, bakstenen, hout en andere. Deze materialen rekken niet uit wanneer er kracht op wordt uitgeoefend. In plaats daarvan zullen ze eerder barsten en breken wanneer de belasting hun limiet overschrijdt.
7- Aanwezigheid van nekken
Halsvorming is een veel voorkomend fenomeen bij trekproeven. Zoals je weet, zetten taaie materialen bij het trekken uit en rekken ze uit. Als je blijft trekken, zal het materiaal zijn uiteindelijke treksterkte bereiken. Na dit stadium zie je een materiaalhals. Sommige delen van het materiaal zullen dunner zijn dan de rest. Dit deel wordt steeds dunner als je eraan blijft trekken.
Dit dunne gedeelte van het materiaal wordt de hals genoemd. Over het algemeen breekt het materiaal bij dit dunne deel (de hals). Bij de compressietest wordt het materiaal gecomprimeerd, niet getrokken. Het wordt dus geduwd en er treedt geen nekvorming op in de materialen. Deze nekvorming is alleen typisch voor veel taaie materialen zoals metalen en kunststoffen.
8- Kosten en complexiteit van de testopstelling
De trekproef is over het algemeen duurder en complexer dan zijn tegenhanger. De reden hiervoor is dat trekbanken duur zijn. Bovendien hebben deze machines handgrepen nodig die als klemmen fungeren. De machine houdt het materiaal aan beide uiteinden vast en trekt eraan. controleert treksterkte.
Als het materiaal niet uitgelijnd is tussen deze bevestigingen, zal deze test geen nauwkeurig resultaat geven. De trekbank maakt ook gebruik van extensometers om de rek van het materiaal te meten. Al deze aspecten maken trektesten tot een complex en minder gebruiksvriendelijk proces.
Aan de andere kant is de compressietest eenvoudig. De machine die bij deze test wordt gebruikt, heeft twee platen. Het materiaal wordt tussen deze platen geplaatst. De platen drukken het materiaal vervolgens van beide kanten samen en controleren het gedrag van het materiaal onder spanning. Bovendien zijn deze machines goedkoop, waardoor deze test kosteneffectief is.
Veel Gestelde Vragen
Is trek hetzelfde als compressie?
Nee. Trek heeft betrekking op de elasticiteit van materialen. Trekproeven controleren hoe elastisch een materiaal is onder spanning. Compressie verwijst naar het proces van samenpersen of duwen van een materiaal. Deze test drukt het materiaal samen en controleert het gedrag ervan.
Wat is het verschil tussen treksterkte en druksterkte?
De treksterkte geeft de maximale spanning (trek) aan die een materiaal kan weerstaan. Na dit punt zal het materiaal permanent vervormen. De druksterkte daarentegen is de maximale drukspanning die een materiaal kan verdragen. Na de druksterkte zal het materiaal barsten en breken.
Kan dezelfde machine zowel trek- als compressietests uitvoeren?
Ja, de moderne Universele Testmachine (UTM) heeft zowel handgrepen als platen. Handgrepen helpen bij het uitvoeren van trekproeven. Anderzijds helpen de platen in deze machines bij het uitvoeren van de compressietest. Voorheen gebruikten we twee verschillende machines voor deze tests.
Conclusie
Zowel druk- als trekproeven worden veel gebruikt in verschillende industrieën. Ze verschillen van elkaar en worden gebruikt voor het testen van verschillende soorten materialen. Ze zijn echter even belangrijk en ingenieurs beschouwen ze als essentieel voor hun besluitvorming.
Vergeet niet dat ingenieurs pas een materiaal kiezen nadat ze de sterkte en mogelijkheden ervan kennen. In dit artikel heb ik acht belangrijke verschillen tussen deze testen besproken. Onthoud dat bij trektesten aan het materiaal wordt getrokken en het wordt uitgerekt. De druktest bestaat uit het uitoefenen van druk op het materiaal en het observeren van het gedrag onder spanning.