Испытания на растяжение и сжатие - важные процедуры для проверки качества материалов. Они помогают нам узнать множество параметров материалов. Когда речь заходит об испытании материалов, многие люди спорят о том, что такое испытание на растяжение, а что такое испытание на сжатие. Однако эти два метода испытаний отличаются друг от друга.
Испытание на растяжение - это прежде всего проверка способности материала выдерживать растяжение. Испытание на сжатие предполагает сжатие материала для проверки его свойств. Эти испытания проводятся с помощью специальных машин. В этой статье я расскажу об испытаниях на растяжение и сжатие, подчеркнув их ключевые различия.
Основные сведения об испытаниях на растяжение и сжатие
Испытания на растяжение и сжатие в определенной степени похожи. Они подвергают материал различным уровням нагрузки или напряжения. Однако испытания на растяжение предполагают вытягивание и растяжение материала. Полезно знать максимальную силу, которую может выдержать материал, прежде чем окончательно деформируется. С другой стороны, при испытании на сжатие материал в основном сжимается.
При этом испытании материал подвергается воздействию большой силы или напряжения. Интересно, что эта сила не тянет, а толкает, сжимает и давит. Это помогает понять, как поведет себя материал под воздействием нагрузки в реальных условиях. Эти испытания дают нам точное значение следующих параметров:
- Удлинение
- Предел текучести
- Место перелома
- Поведение при ожерелье
- Прочность на сжатие
Удлинение указывает на эластичность любого материала. Предел текучести помогает определить точку, в которой материал начинает постоянно деформироваться. Предел прочности на сжатие указывает на максимальную силу, которую материал может выдержать без разрушения. Эти испытания помогают определить максимальную прочность материала, после которой он не может выдерживать дальнейшие нагрузки.
Сайт испытатель на растяжение и компрессионные машины растягивают и сжимают материал соответственно. Постепенно тестер (машина) увеличивает силу (напряжение). Оператор отмечает поведение материала. Тестер также показывает график напряжения-деформации. Он показывает, когда материал начинает постоянно деформироваться и ломаться. Оператор отмечает различные параметры во время этого испытания.
Инженеры требуют эти параметры перед использованием любого материала для производства различных изделий. Например, испытание на сжатие используется для оценки качества материалов, применяемых в мостах и зданиях. Инженеры не используют материал, если его удлинение, прочность на сжатие и другие параметры неизвестны.
Различия между испытанием на растяжение и сжатие
Испытания на растяжение и сжатие позволяют узнать различные параметры. Они описывают, как поведет себя материал при воздействии различных уровней напряжения. Таким образом, мы можем использовать их, подвергая нагрузке, безопасной для их структуры. Однако испытания на растяжение и сжатие отличаются друг от друга. Давайте погрузимся в них и обсудим все их ключевые различия.
1 - Направление приложенной силы
Испытания на растяжение и сжатие различаются по направлению приложенной силы. Испытание на растяжение предполагает приложение силы наружу. С другой стороны, испытание на сжатие заключается в приложении силы внутрь. Как вы знаете, при испытании на растяжение материал тянут за оба конца. Направление силы идет наружу. Машина для испытания на сжатие прикладывает силу в направлении внутрь. Она прикладывает напряжение к материалу и проверяет его поведение. Таким образом, приложенная сила остается направленной к материалу.
2- Тип создаваемого стресса
Испытания на растяжение и сжатие связаны с двумя разными типами напряжений. Испытание на растяжение создает растягивающее напряжение. С другой стороны, испытания на сжатие подвергают материал сжимающему напряжению. Это больше похоже на сжатие материала.
Растягивающее напряжение растягивает материал и проверяет его эластичность. Проще говоря, это напряжение удлиняет материал. Частицы материала занимают больше места и удаляются друг от друга. Сжимающее напряжение толкает, давит и укорачивает материал. Частицы материала в этих случаях очень близко прилегают друг к другу из-за сжимающего напряжения или силы.
3- Настройка оборудования
Испытание на растяжение проводится в универсальная испытательная машина (UTM). В комплект входят два захвата. Материал или образец зажимается между этими двумя захватами. Операторы проверяют выравнивание, чтобы обеспечить точность показаний. Оба захвата машины тянут образец и прикладывают напряжение. Затем оператор фиксирует напряжение и поведение материала.
Машина также записывает график напряжения-деформации, что очень полезно. На нем можно увидеть различные точки, в которых материалы демонстрируют различные формы поведения. С другой стороны, машины для испытания на сжатие оснащены плоскими пластинами. Образец помещается в машину между этими двумя пластинами. Пластины сжимают материал, прикладывая к нему силу.
4- Поведение при деформации
Как уже говорилось, при испытании на растяжение материал растягивается под действием силы. Поэтому при растяжении материал становится тоньше. Он будет становиться все тоньше и тоньше с увеличением напряжения. Наступит момент, когда вы заметите, что материал подвергся шейке.
На этом этапе материал будет иметь хрупкую площадь поперечного сечения. Другие части материала будут меньше этой шейки. При испытании на сжатие к материалу прикладывается сила. В результате материал укорачивается, и его размер уменьшается. Если материал хрупкий, он может даже сломаться и рассыпаться.
5- Измеренные свойства материала
Как уже говорилось выше, оба этих метода тестирования позволяют узнать различные параметры. Однако каждое испытание дает нам разные параметры материалов. Испытание на растяжение включает в себя информацию о следующих параметрах:
- Предел текучести
- Место перелома
- Поведение при ожерелье
- Удлинение (пластичность)
- Предельная прочность на разрыв (UTS)
- Модуль Юнга (модуль упругости)
Все эти параметры связаны с растяжением материалов. С другой стороны, испытание на сжатие также дает нам некоторые параметры. Эти параметры в первую очередь связаны с продавливанием, сжатием и сдавливанием. Вот список этих ключевых параметров.
- Прочность на сжатие
- Предел упругости при сжатии
- Деформация, укорачивание и дробление
- Модуль упругости Юнга (при сжатии)
Помните, что предел текучести и предел прочности при сжатии имеют одно и то же значение для разных характеристик. Предел текучести - это усилие, которое материал выдерживает, прежде чем окончательно деформируется. Аналогично, предел прочности при сжатии - это максимальное напряжение или усилие, которое испытывает материал, прежде чем разрушиться или выйти из строя.
6- Часто испытываемые материалы
Оба испытания различаются по материалам, которые они испытывают. Испытание на растяжение обычно подходит для тех материалов, которые склонны к удлинению. При нагрузке такие материалы обычно расширяются и увеличиваются в размерах. Примерами таких материалов являются пластмассы, полиэфиры, резина и металлы, например, сталь. С другой стороны, при испытании на сжатие такие материалы не испытываются.
Вместо этого он испытывает те материалы, которые являются хрупкими. Это означает, что хрупкие материалы могут ломаться при экстремальных нагрузках. Примерами таких материалов являются керамика, бетон, кирпич, дерево и другие. Эти материалы не удлиняются при приложении к ним силы. Вместо этого они с большей вероятностью треснут и сломаются из-за нагрузки, превышающей их предел.
7 - Присутствие некинга
Разрушение - распространенное явление при испытаниях на растяжение. Как вы знаете, вязкие материалы при растяжении расширяются и удлиняются. Если вы продолжите тянуть, материал достигнет предельной прочности на разрыв. После этого наступит стадия утолщения материала. Некоторые участки материала будут тоньше, чем остальные. Эта часть становится все более тонкой, если вы продолжаете тянуть ее.
Эта тонкая часть материала называется горловиной. Как правило, материал ломается в этой тонкой части (шейке). При испытании на сжатие материал подвергается сжатию, а не растяжению. То есть его толкают, а шейки на материале не образуется. Такое разрушение характерно только для многих вязких материалов, таких как металлы и пластмассы.
8- Стоимость и сложность тестовой установки
Испытание на растяжение, как правило, более дорогостоящее и сложное по сравнению с аналогами. Причина в том, что машины для испытаний на растяжение стоят дорого. Кроме того, эти машины нуждаются в захватах, которые выступают в качестве приспособлений. Они удерживают и растягивают материал с обоих концов и проверяет прочность на разрыв.
Если материал не выровнен между этими приспособлениями, тест не даст точного результата. Для измерения удлинения материала в испытателе на растяжение также используются экстензометры. Все эти аспекты делают испытания на растяжение сложным и менее удобным процессом.
С другой стороны, тест на сжатие очень прост. Машина, используемая для этого испытания, имеет две пластины. Материал помещается между этими пластинами. Затем пластины сжимают материал с двух сторон и проверяют его поведение под нагрузкой. Кроме того, эти машины стоят недорого, что делает это испытание экономически эффективным.
Часто задаваемые вопросы
Растяжение - это то же самое, что и сжатие?
Нет. Растяжение относится к упругости материалов. Испытания на растяжение проверяют, насколько упругим является материал при растяжении. Под сжатием понимается процесс сдавливания или продавливания материала. При этом испытании материал сжимается и проверяется его поведение.
В чем разница между прочностью на растяжение и прочностью на сжатие?
Прочность на растяжение показывает максимальное напряжение (растяжение), которое может выдержать материал. После этого материал окончательно деформируется. Напротив, прочность на сжатие - это максимальное напряжение, которое может выдержать материал. После предела прочности на сжатие материал трескается и ломается.
Может ли одна и та же машина проводить испытания на растяжение и сжатие?
Да, современная универсальная испытательная машина (UTM) поставляется как с захватами, так и с пластинами. Захваты помогают проводить испытания на растяжение. С другой стороны, пластины, имеющиеся в этих машинах, помогают проводить испытания на сжатие. Раньше для этих испытаний использовались две разные машины.
Заключение
Испытания на сжатие и растяжение широко используются в различных отраслях промышленности. Они отличаются друг от друга и используются для испытания разных типов материалов. Однако их важность одинакова, и инженеры считают их жизненно необходимыми для принятия решений.
Помните, что инженеры выбирают материал только после того, как узнают его прочность и возможности. В этой статье я рассмотрел восемь ключевых различий между этими испытаниями. Помните, что испытание на растяжение включает в себя вытягивание и растягивание материала. Испытание на сжатие заключается в приложении давления к материалу и наблюдении за его поведением под нагрузкой.