Mechanical Property Measurement

خواص مکانیکی پلیمرها تعیین‌کننده‌ی مقاومت، پایداری و قابلیت استفاده‌ی آن‌ها در کاربردهای مهندسی هستند.
این داده‌ها برای انتخاب ماده، طراحی قطعه، پیش‌بینی تغییر شکل و بررسی تابیدگی (Warpage) حیاتی‌اند.

 خلاصه‌ی تست

در این آزمایش، مقاومت ماده در برابر نیروهای خارجی مانند کشش، خمش یا تغییر شکل حرارتی بررسی می‌شود تا رفتار واقعی ماده در شرایط کاری مشخص گردد.

اهداف اصلی تست:

• تعیین مدول الاستیسیته (سختی ماده) و استحکام نهایی.

• بررسی رفتار ماده در دماهای مختلف (زیرا پلیمرها حساس به دما هستند).

• به‌دست آوردن داده‌های مکانیکی برای استفاده در مدل‌سازی و شبیه‌سازی (CAE).

دستگاه‌ها و روش‌ها:

• Temperature-Controlled Tensile Testing Machine:
  برای اندازه‌گیری منحنی تنش–کرنش (Stress–Strain) در دماهای کنترل‌شده.

• Thermomechanical Analyzer (TMA):
  برای بررسی تغییر ابعاد ماده بر اثر دما، به‌ویژه در تعیین ضریب انبساط حرارتی (CTE).

 نمودار و تحلیل

نمودار پیشنهادی:

محور افقی (X): کرنش (Strain, %)
محور عمودی (Y): تنش (Stress, MPa)

توضیح و تفسیر:

• بخش خطی اولیه منحنی → ناحیه‌ی الاستیک، ماده پس از حذف نیرو به حالت اولیه برمی‌گردد.

• نقطه‌ی تسلیم (Yield Point) → جایی که تغییر شکل دائمی آغاز می‌شود.

• ناحیه‌ی پلاستیک → ماده کش می‌آید و انرژی جذب می‌کند تا شکست اتفاق بیفتد.

• در دماهای بالاتر، منحنی نرم‌تر می‌شود (کاهش استحکام و مدول).

• در دماهای پایین، پلیمر شکننده‌تر رفتار می‌کند (افزایش مدول و کاهش کرنش شکست).

 تحلیل صنعتی:

• مواد با مدول بالا → مناسب برای قطعات ساختاری (مثل قاب یا محفظه).

• مواد با کرنش شکست زیاد →

•  مناسب برای کاربردهای ضربه‌پذیر یا انعطاف‌پذیر.

• داده‌های TMA و تست کشش به مهندسان کمک می‌کند تا در نرم‌افزارهای CAE انقباض حرارتی و تابیدگی را دقیق‌تر شبیه‌سازی کنند.

 جمع‌بندی

تست خواص مکانیکی پلیمرها پایه‌ی تصمیم‌گیری برای انتخاب ماده و طراحی محصول است.
با اندازه‌گیری دقیق پارامترهایی مانند مدول، استحکام، و ضریب انبساط حرارتی، می‌توان رفتار ماده در شرایط واقعی را پیش‌بینی کرد و از شکست یا تغییر شکل ناخواسته جلوگیری نمود.