اختبار ضغط الإجهاد المستوي

اختبار الضغط المستوي هو اختبار متخصص يستخدم على بعض المواد، بدءًا من المعادن ^{[ 1 ]} وحتى التربة. ^{[ 2 ]}

يُعرف أحد أنواع هذا الاختبار أيضًا باسم اختبار واتس-فورد . وهو اختبار هندسي ، وطريقة متخصصة للغاية لتحديد بعض خصائص المادة للمعدن الذي يتم اختباره، ويمكن تلخيص تخصصه بهذه العبارة:

يُعد هذا الاختبار مفيدًا عندما تكون قطع الصفائح صغيرة جدًا بحيث لا تسمح بإجراء اختبار الشد أو اختبار ثنائي المحور المتوازن. ويمكنه توفير منحنيات الإجهاد والانفعال حتى انفعالات أعلى بكثير من تلك التي توفرها اختبارات الشد. ^{[ 3 ]}

يُستخدم اختبار الضغط في حالة الإجهاد المستوي عادةً لقياس الخواص الميكانيكية ودراسة تطور البنية المجهرية أثناء المعالجة الحرارية الميكانيكية. ^{[ 4 ]} أثناء الاختبار، توضع العينة بين المكابس وألواح التثبيت. عند الضغط على المكابس العلوية لأسفل أثناء اختبار المادة، تمتد العينة أفقيًا. يمكن تقليل الاحتكاك بين الأداة والعينة باستخدام مواد تشحيم، مثل الجرافيت أو ثاني كبريتيد الموليبدينوم أو الزجاج أو البولي تترافلوروإيثيلين (PTFE). ^{[ 5 ]}

يتألف الاختبار أساسًا من ضغط قضيب معدني رفيع بواسطة شريطين ضاغطين متساويي العرض، يقعان على جانبين متقابلين من القضيب. ثم، مع زيادة الأحمال تدريجيًا، تؤدي قوى الضغط إلى تقليل سمك القضيب المعدني. يُقاس هذا التغير في السمك تباعًا بعد كل عملية تحميل، وبعد إجراء بعض العمليات الحسابية، يمكن رسم منحنى الإجهاد والانفعال .

تتمثل مزايا اختبار واتس-فورد في أنه مناسب لاختبار الصفائح أو الشرائح الرقيقة، وهو مشابه لعملية الدرفلة (في تحليلات التصنيع)، ويمكن تقليل تأثيرات الاحتكاك، ولا يوجد "تقوس" كما يحدث في اختبار الضغط الأسطواني، كما أن تشوه الإجهاد المستوي يسهل التحليل.

منحنى الإجهاد والانفعال

منحنى الإجهاد والانفعال هو العلاقة بين الإجهاد (القوة لكل وحدة مساحة) والانفعال (الانضغاط/التمدد الناتج، المعروف بالتشوه) الذي تُظهره مادة معينة؛ وتختلف منحنيات الإجهاد والانفعال للمواد المختلفة اختلافًا كبيرًا، كما أن اختبارات الشد المختلفة التي تُجرى على نفس المادة تُعطي نتائج مختلفة اعتمادًا على درجة حرارة العينة وسرعة التحميل. عند إجراء اختبارات واتس-فورد، تتراوح درجات حرارة العينات المعدنية من 800 إلى 1100  درجة مئوية، ومعدلات الانفعال من 0.01 إلى 10 ثانية⁻¹. ^{[ 6 ]}

ضغط

يُعبّر عن متوسط ​​الضغط على وحدة مساحة من سطح التلامس بين المثقب والعينة بالمعادلة التالية: P = F / (wb)، حيث F هي القوة، و w هو عرض المثقب، و b هو عرض العينة. ^{[ 4 ]}

• الانضغاط (الفيزياء)
• قوة الضغط
• إجهاد القص