Co to jest test skrętny?

Test skręcania mierzy wytrzymałość dowolnego materiału na maksymalne siły skręcające. Jest to niezwykle powszechny test stosowany w mechanice materiałów, aby zmierzyć, jak duże skręcenie może wytrzymać dany materiał przed pęknięciem lub złamaniem. To przyłożone ciśnienie jest nazywane momentem obrotowym. Materiały zwykle używane w przemyśle wytwórczym, takie jak metalowe łączniki i belki, są często poddawane testom na skręcanie w celu określenia ich wytrzymałości pod przymusem.

Istnieją trzy szerokie kategorie, w ramach których można przeprowadzić test skręcania: test uszkodzeń, test sprawdzający i test operacyjny. Testy na uszkodzenia polegają na skręcaniu materiału aż do zerwania. Testy sprawdzające pozwalają stwierdzić, czy materiał może wytrzymać określone obciążenie momentem obrotowym w danym okresie czasu. Testy operacyjne testują określone produkty, aby potwierdzić ich granicę elastyczności przed wejściem na rynek.

Zapisywanie wyników każdego testu skręcania ma kluczowe znaczenie. Rejestracja odbywa się poprzez tworzenie wykresu naprężenie-odkształcenie z wartościami kąta skręcenia na osi X i wartościami momentu obrotowego na osi Y. Za pomocą aparatury do badania skręcania wykonuje się skręcanie w przyrostach co ćwierć stopnia z odnotowanym momentem obrotowym, który może wytrzymać. Odkształcenie odpowiada kątowi skręcenia, a naprężenie odpowiada zmierzonemu momentowi obrotowemu.

Granica elastyczności dowolnego materiału to punkt, w którym nie może on już powrócić do swojego pierwotnego kształtu lub rozmiaru. Granica sprężystości określona w badaniu skręcania jest równa nachyleniu linii od początku badania do granicy proporcjonalności. Ta zależność została po raz pierwszy zmierzona przez Sir Roberta Hooke’a w 1678 roku. Prawo Hooke’a mówi, że naprężenie jest wprost proporcjonalne do odkształcenia aż do osiągnięcia granicy proporcjonalności, kiedy to badany obiekt zacznie wykazywać oznaki naprężenia.

Po przetestowaniu materiały metalowe są klasyfikowane jako ciągliwe lub kruche. Metale ciągliwe, takie jak stal lub aluminium, mają wysokie granice elastyczności i mogą wytrzymać duże obciążenia przed pęknięciem. Kruche materiały, takie jak żeliwo i beton, mają niskie granice elastyczności i nie wymagają dużego naprężenia przed pęknięciem.

Bez przeprowadzenia testu skręcania materiały nie zostałyby odpowiednio sprawdzone przed dopuszczeniem do użytku przemysłowego. Niezwykle ważne jest, aby dokładnie zmierzyć zdolność materiału do wytrzymywania pewnego skręcenia. W przeciwnym razie konstrukcje i maszyny, które są oparte na takich materiałach, mogą ulec uszkodzeniu, powodując niestabilność, przerwę w przepływie pracy, a nawet znaczne uszkodzenia i obrażenia.