Flexural Testing – ASTM D-790
درک تست خمش (Flexural Test) برای اندازهگیری مقاومت ترموپلاستیکها (Thermoplastics) در برابر نیروهای خمشی و تحلیل رفتار مکانیکی ماده در حالت ترکیبی فشار و کشش.
خلاصه
تست خمش یکی از روشهای کلیدی برای تعیین استحکام خمشی (Flexural Strength) و مدول خمشی (Flexural Modulus) است.
در این آزمایش، نمونهی پلاستیکی روی دو پایه تکیه داده میشود و نیرویی در مرکز آن وارد میگردد (تست سهنقطهای).
نمونه در قسمت بالایی تحت فشار (Compression) و در بخش پایینی تحت کشش (Tension) قرار میگیرد.
این تست، رفتار ماده را هنگام خمشدن — بدون شکستن یا قبل از تسلیم — ارزیابی میکند.
پارامترهای اصلی و توضیح آنها
1. Flexural Strength (استحکام خمشی)
بیشترین تنشی که ماده پیش از شکست در سطح خارجی خود تحمل میکند.
هرچه این عدد بالاتر باشد، ماده در برابر خمشدگی مقاومتر است.
در نمودار: نقطهی اوج منحنی تنش–کرنش خمشی.
2. Flexural Modulus (مدول خمشی)
نسبت بین تنش و کرنش در بخش ابتدایی منحنی (ناحیهی الاستیک).
مشابه مدول کششی، اما در شرایط خمش محاسبه میشود.
نشاندهندهی سختی (Stiffness) یا انعطافپذیری ماده است.
در نمودار: شیب خط اولیهی منحنی.
3. Deflection (انحراف یا میزان خمشدگی)
تغییر مکان رأس نمونه در اثر اعمال بار.
نشان میدهد ماده تا چه اندازه میتواند بدون شکست خم شود.
این پارامتر در مواد نرمتر مقدار بالاتری دارد.
تحلیل منحنی تنش–کرنش خمشی
منحنی تنش–کرنش خمشی (Flexural Stress–Strain Curve) شباهت زیادی به منحنی کشش دارد.
در بخش ابتدایی، رابطهی خطی بین تنش و کرنش دیده میشود (ناحیهی الاستیک)،
اما با افزایش نیرو، ماده وارد ناحیهی پلاستیک شده و در نهایت در نقطهی حداکثر تنش دچار شکست یا تسلیم میشود.
نکته: در بیشتر ترموپلاستیکها، شکست خمشی قبل از رسیدن به کرنش زیاد اتفاق میافتد، چون لایههای سطحی بهسرعت دچار تمرکز تنش میشوند.
جمعبندی
تست خمش یکی از ابزارهای اساسی برای تحلیل رفتار مواد پلاستیکی در شرایطی است که هم نیروهای کششی و هم فشاری به آن وارد میشود.
پارامترهای استحکام خمشی، مدول خمشی و انحراف (Deflection) به مهندس طراح کمک میکنند تا پایداری و انعطافپذیری قطعاتی مثل پوششها، پایهها و اجزای سازهای پلاستیکی را بهدرستی ارزیابی کند.
