آزمایش برش ضربه ای فولاد

آزمایش برش ضربه ای فولاد

مقدمه :

مقاومت اجسام در برابر نیروهای ناگهانی یا متحرک ، در بسیاری از موارد با اعمال نیروهای تدریجی فرق می کند. موقعیکه جسم متحرکی با جسم ساکنی برخورد می کند ، عمل انتقال انرژی بوجود می آید که انرژی مربوطه ممکن است به روشهای مختلف ( مانند تغییر شکلهای خمیری و ارتجاعی ، پس ماند تغییر شکل ، عمل مالش بین قطعات و تولید گرما و… ) توسط جسم ساکن مستهلک شود . اثر تنش مربوط به برخورد دو جسم تابع میزان تغییر شکل در دو جسم است .

در اغلب آزمایشهایی که در این باره انجام می گیرد مقدار انرژیی که صرف پاره شدن یا شکستن نمونه می شود بعنوان معیاری از مقاومت جسم در برابر ضربه تعیین می گردد . دستگاههای آزمایش ضربه که بیشتر مورد استفاده قرار می گیرند عبارتد از دستگاه آیزود Izod و شارپی Charpy که البته به منظور استفاده های خاص دستگاههای مخصوص دیگری نیز ساخته شده است . با توجه به امکانات موجود در آزمایشگاه آزمایش شارپی را انجام دادیم. البته این آزمایش نسبت به آزمایش آیزود مزایایی نیز دارد که از آن جمله می توان داشتن دو تکیه کاه برای نمونه نام برد که در نتیجه قبل از برخورد هیچگونه تنشی در قطعه موجود نخواهد بود .

هدف آزمایش :

تعیین مقاومت ضربه ای دراعمال بار برشی به صورت ضربه ای بر فلزات ( فولاد ، برنج ، آلومینیوم)

وسایل آزمایش : 

دستگاه ضربه ، نمونه های آزمایش درابعاد 55*10*10 mm فولاد ، برنج و آلومینیوم ، اره سوهان ، کولیس ، گیره

شرح آزمایش :

ابتدا قطعات آزمایشی را به طول 55mm بریده و دو سر آنرا با سوهان تخت صاف می کنیم ( مطابق شکل ) سپس با اره یک شیار به عمق 2mm در وسط قطعه ایجاد می کنیم و با سوهان مثلثی شیار را به شکل مثلث در می آوریم این شیار می تواند به شکلهای مربعی ، مثلثی و لاله ای باشد که بسته به امکانات موجود یکی از این انواع روی قطعه ایجاد می شود . ولی بهترین نوع شیار لاله ای می باشد زیرا از تمرکز تنش در گوشه های شیار جلوگیری می کند . ( ما شیار نوع مثلثی را روی قطعه ایجاد کردیم ).

صحت ابعاد نمونه را با استفاده از کولیس و خط کش اندازه می گیریم . پس از آن دستگاه شارپی را روشن کرده ، زاویه حد اکثر آنرا بدست می آوریم. ( مقدار آن 156 درجه بود) این زاویه که پارامتر دستگاه بوده و در تمام آزمایشات ثابت است را α می نامیم. وزن چکش دستگاه(w) و طول بازوی(R) آنرا نیز از روی مشخصات دستگاه می یابیم . آنگاه پاندول دستگاه را توسط بالابر آن بالا می بریم و همانجا ثابت می کنیم .

سپس یکی از قطعات را روی تکیه گاه به نحوی قرار می دهیم که شیار دقیقا در وسط دو تکیه گاه قرار داشته باشد به طوریکه چکش هنگام پایین آمدن به پشت شیار روی آن اصابت کند ( مطابق شکل) آنگاه دریچه دستگاه را بسته و چکش را آزاد میکنیم . هنگام برخورد چکش با قطعه ، چکش انرژی معینی خواهد داشت که با استفاده از وزن ، طول بازو و ارتفاع چکش قبل از سقوط قابل محاسبه است . پس از برخورد با قطعه و شکستن آن تا ارتفاعی کمتر از ارتفاع اولیه بالا خواهد آمد . زاویه مربوط به این ارتفاع (β) را قرائت نموده ثبت می کنیم .

این زاویه بیانگر انرژی چکش پس از برخورد خواهد بود که با کم نمودن این انرژی از انرژی چکش قبل از برخورد ، انرژی جذب شده توسط نمونه قابل محاسبه خواهد بود . تک تک قطعات را به همین روش آزمایش کرده و نتایج را ثبت می نماییم .