تست خمش آزمایشی برای ارزیابی خواص مکانیکی مواد است که در آن مقاومت قطعه در برابر خم شدگی و شکستن مورد آزمایش قرار می گیرد. در اين مقاله قصد داريم به شرح آزمايش خمش روي يك تير چوبي بپردازيم و روابط مربوطه را بررسي كنيم.
شكل1: خمش تير چوبی؛ هدف از انجام اين تست، تعيين مدول يانگ (E) و مدول گسيختگي يا پارگي چوب است.
تجهیزات و ابزار مورد نياز برای تست خمش چوب
- دستگاه برای اعمال بار
- مقیاس
- UTM
تئوري و اصول انجام تست خمش چوب
در مورد یک تیر با تکیه‌گاه ساده با مکانیک بارگذاری مرکزی، انحراف تحت بار به صورت زیر معين می شود:
پارامترهاي رابطه:
W = بار اعمال شده
L = طول موثر تير
E = مدول يانگ چوب
= انحراف تحت بار
فرايند آزمايش تست خمش چوب
چوب و کامپوزیت ها معمولاً با تست خمش 4 نقطه آزمایش می شوند. آزمایش 4 نقطه ای به یک انحراف سنج برای اندازه گیری دقیق انحراف نمونه در مرکز دهانه تکیه گاه نیاز دارد. نتایج آزمایش شامل استحکام خمشی و مدول خمشی است.
ابتدا دستگاه خم کننده را در UTM قرار دهید. چگالی و عرض تیر چوبی را ارزیابی کنید. تکیه گاه لازم برای فضای لازم را تنظیم کرده و آن را به میز پایینی متصل کنید. تشت آزمایشی عرضی را در انتهای پایینی سر متقاطع پایینی وصل کنید. آن را روی غلتک های براکت های آزمایشی عرضی به گونهای بچسبانید که بار در نقطه میانی وارد شود و طول موثر تیر را در وسط تکیه گاه ها برای بارگذاری نقطه میانی محاسبه کنید. با تحریک جدول پایین، نشانگر بار را صفر کنید. هنگام اعمال بار، انکسار معادل هر بار از مقیاس ورنیه در UTM مشخص می شود. بیشترین نقطه انحراف و حداکثر بار را مشخص کنید.
محاسبات و مشاهدات تست خمش چوب
- تنش کاری شدید در خمش چوب = N/mm2 15.2
- ضریب اطمينان(F.S) = 5
- یعنی تنش خمشی نهایی (ماكزيمم)، f-max= 15.2 x 5 = 76N/mm2
از معادله خمشي:
Z= I / y
M= f × Z
برای تیرهای تکیه گاه ساده با بار متمرکز در مرکز، W نامشخص يكتا را می توان محاسبه کرد و بنابراین محدوده را می توان به دست آورد.
نمودارها:
E = مدول يانگ
را از نمودار بدست آوريد.
مدول گسيختگي . fmax
از معادله خمشي:
M/I=f/y=E/R
M=f.Z
برای یک تیر با تکیه گاه ساده با بار متمرکز در مرکز:
حداکثر گشتاور خمشی (M) = WL/4
که Fmax بار شکست است.
