راهنمای جامع در مورد تست ضربه پلیمرها

یکی از اصلی‌ترین دغدغه‌ها در مورد محصولات پلیمری، مقاومت آن‌ها در برابر ضربه است. این محصولات به تدریج جایگزین مواد فلزی شده‌اند و باید خواصی مشابه فلزات داشته باشند؛ از جمله مقاومت در برابر ضربه و شکست. به همین دلیل، تست ضربه یکی از مهم‌ترین آزمایش‌هایی است که روی پلیمرها انجام می‌شود و اطلاعات ارزشمندی برای تحلیل آن‌ها فراهم می‌آورد.

انواع تست ضربه

دستگاه‌های تست ضربه با سنجش مقاومت پلیمرها در برابر شکست، اطلاعات کاربردی به تولیدکنندگان ارائه می‌دهند. شکست زودهنگام یا استفاده از پلیمرهای نامناسب می‌تواند ایمنی کل سیستم را به خطر بیندازد. به‌عنوان نمونه، در تولید لوله‌های مقاوم در برابر فشار، پلیمر مورد استفاده باید تحمل ضربه و فشار مکانیکی را داشته باشد؛ در غیر این‌صورت هزینه‌های ناشی از خرابی افزایش می‌یابد.

تست ضربه سقوط آزاد پلیمر

این تست ساده و مقرون‌به‌صرفه برای بطری‌های PET بسیار رایج است. در این روش، بطری از ارتفاع معینی به صورت عمودی رها شده و وضعیت آن ارزیابی می‌شود. این تست باید مطابق استانداردها انجام شود. نوع دوم این تست شامل رها کردن وزنه‌ای روی قطعه است و برای لوله‌ها و پروفیل‌های درب و پنجره استفاده می‌شود. عواملی چون شکل و جرم وزنه، ارتفاع سقوط و موقعیت قرارگیری قطعه بر نتیجه تأثیرگذارند. اگر بیش از 90 درصد نمونه‌ها بدون شکست باشند، کیفیت قطعه تأیید می‌شود.

تست ضربه دارت

این تست، که با نام تست ضربه زوبین نیز شناخته می‌شود، میزان انرژی لازم برای شکست فیلم‌های پلاستیکی را می‌سنجد. در این روش، فیلم تحت ضربه یک دارت قرار گرفته و انرژی مورد نیاز با رها شدن وزنه‌ها از ارتفاع تأمین می‌شود. روش A شامل وزنه نیمکره‌ای با جرم حداقل 50 گرم از ارتفاع 66 سانتی‌متر است؛ در روش B وزنه با حداقل جرم 300 گرم از ارتفاع 152 سانتی‌متر رها می‌شود. حداکثر جرم وزنه در هر دو روش 6 کیلوگرم است.

تست ضربه چارپی

تست چارپی روی قطعاتی چون پروفیل‌های U-PVC درب و پنجره انجام می‌شود. در این روش، قطعه استاندارد با پاندول برخورد می‌کند. قطعه باید از پیش آماده شده و به صورت عمودی در دستگاه قرار گیرد. این آزمایش روی نمونه‌های شکاف‌دار انجام می‌شود که شکاف‌ها با شعاع و زوایای مختلف طراحی شده‌اند. این تست برای بررسی شکست برشی بین لایه‌ها کاربرد بیشتری نسبت به تست آیزود دارد.

برای خرید دستگاه تست ضربه چارپی بن افزار با ما تماس بگیرید.

آزمون ضربه ایزود

آزمون ضربه ایزود (Izod Impact Test) یکی از روش‌های متداول در مهندسی مواد و مکانیک برای اندازه‌گیری مقاومت یک ماده در برابر ضربه است. این آزمون به بررسی استحکام مواد در شرایطی که بار ناگهانی و سریع وارد می‌شود، می‌پردازد. در این آزمون، نمونه‌ای از ماده در یک دستگاه مخصوص نصب می‌شود و یک چکش آونگی به آن ضربه می‌زند تا مقدار انرژی جذب‌شده توسط ماده در حین شکستن مشخص شود.

ویژگی‌های آزمون:

• نوع نمونه: معمولاً نمونه به‌صورت یک قطعه مستطیلی شکل با یک شیار مشخص در مرکز آن تهیه می‌شود.
• اندازه‌گیری انرژی: مقدار انرژی جذب شده در حین شکستن نمونه به‌عنوان معیار مقاومت ماده به ضربه ثبت می‌شود.
• کاربردها: این آزمون در صنعت برای انتخاب مواد مناسب در کاربردهایی که نیاز به مقاومت به ضربه دارند، مانند اجزای خودروها و تجهیزات ساختمانی، بسیار کاربرد دارد.

آزمون ضربه ایزود به مهندسان و طراحان کمک می‌کند تا رفتار ماده تحت بارهای ناگهانی را پیش‌بینی کنند و انتخاب درستی برای مواد مورد استفاده در طراحی‌ها و ساخت‌ها داشته باشند.

گزارش کار تست ضربه

گزارش کار تست ضربه ایزود شامل چندین بخش است که در ادامه به‌صورت خلاصه توضیح داده می‌شوند:

مقدمه:

در این بخش باید توضیح مختصری درباره آزمون ضربه ایزود و هدف از انجام آن آورده شود. توضیح دهید که این آزمون برای بررسی مقاومت مواد در برابر ضربه و ارزیابی توانایی جذب انرژی آنها استفاده می‌شود.

تجهیزات و ابزارها:

لیستی از تجهیزات مورد استفاده در آزمایش:

• دستگاه تست ضربه ایزود
• نمونه‌های آزمایش(با شیارV شکل)
• ابزارهای اندازه‌گیری (کولیس، ترازو و...)

 روش انجام آزمایش:

توضیح مراحل زیر در این قسمت ضروری است:

• آماده‌سازی نمونه‌ها با ابعاد و شیار مشخص.
• قرار دادن نمونه در دستگاه به‌طوری‌که شیار رو به سمت ضربه باشد.
• بالا بردن چکش آونگی دستگاه تا ارتفاع مشخص و آزادسازی آن برای ضربه زدن به نمونه.
• ثبت انرژی جذب شده توسط نمونه که به‌وسیله دستگاه اندازه‌گیری می‌شود.

نتایج:

جدولی که مقادیر انرژی جذب شده توسط هر نمونه را نشان می‌دهد. این بخش شامل نتایج حاصل از چندین نمونه مختلف یا شرایط مختلف (مانند دمای مختلف، نوع ماده و...) است.

تحلیل داده‌ها:

• مقایسه انرژی‌های جذب شده توسط نمونه‌های مختلف.
• تحلیل علل احتمالی شکست مواد و میزان مقاومت هر کدام در برابر ضربه.
• بررسی چگونگی تأثیر عوامل مختلف مانند دما، رطوبت یا نوع ماده بر نتیجه آزمایش.

نتیجه‌گیری:

نتیجه‌گیری کلی از آزمایش و پاسخ به این سوال که کدام ماده یا شرایط بهترین مقاومت در برابر ضربه را داشته‌اند.

پیشنهادات:

ارائه پیشنهادات برای بهبود آزمایش یا استفاده‌های عملی از نتایج، مانند کاربرد در صنایع مختلف و توصیه به انجام آزمایش‌های تکمیلی.

منابع:

اشاره به منابع علمی یا استانداردهای مورد استفاده برای طراحی و انجام آزمایش.

این قالب می‌تواند برای تهیه گزارش کار تست ضربه ایزود استفاده شود تا تمامی اطلاعات به‌طور جامع و شفاف در اختیار قرار گیرند.

تفاوت تست ضربه ایزود و شارپی

تست ضربه ایزود (Izod) و تست ضربه شارپی (Charpy) هر دو برای اندازه‌گیری مقاومت مواد در برابر ضربه و جذب انرژی شکست استفاده می‌شوند، اما تفاوت در نصب نمونه، جهت ضربه و کاربردهای مختلف باعث شده‌اند تا هر یک برای شرایط و مواد خاصی مناسب‌تر باشند.

جهت ضربه

• ایزود: در این تست، نمونه به صورت عمودی نصب می‌شود و ضربه از یک سمت وارد می‌شود. شیار نمونه رو به سمت ضربه قرار دارد.
• شارپی: در این تست، نمونه به صورت افقی نصب می‌شود و ضربه به وسط نمونه وارد می‌شود. شیار نمونه در جهت مخالف ضربه قرار می‌گیرد.

نوع نصب نمونه

• ایزود: نمونه در یک طرف ثابت شده و ضربه از سمت دیگر وارد می‌شود، مشابه تیر یک‌طرفه.
• شارپی: نمونه بین دو پایه افقی نصب شده و ضربه به وسط نمونه وارد می‌شود، مشابه تیر دو‌سر آزاد.

شکل شیار

• ایزود: معمولاً شیار V شکل است، ولی می‌تواند U شکل نیز باشد.
• شارپی: شیار بیشتر به صورت V شکل یا U شکل بسته به استانداردهای خاص آزمایش تعیین می‌شود.

میزان انرژی ثبت‌شده

• ایزود: انرژی جذب‌شده توسط نمونه معمولاً کمتر از شارپی است، زیرا نوع نصب و جهت ضربه به نحوی است که معمولاً مقاومت بیشتری نشان می‌دهد.
• شارپی: انرژی جذب‌شده بیشتر است و این تست برای تعیین مقاومت ضربه‌ای مواد ترد و شکننده کاربرد دارد.

کاربردها

• ایزود: بیشتر در صنایع پلاستیک و پلیمر استفاده می‌شود و برای ارزیابی مقاومت مواد پلاستیکی به ضربه مورد توجه قرار می‌گیرد.
• شارپی: بیشتر برای فلزات و بررسی رفتار مواد در شرایط ناگهانی استفاده می‌شود و به خصوص در صنایع فلزی و ساختمانی کاربرد دارد.

سخن نهایی

آزمون‌های چارپی و ایزود از جمله آزمون‌های مهم و شناخته‌شده برای بررسی مقاومت ضربه‌ای پلیمرها هستند. این دو آزمون شباهت‌های زیادی به یکدیگر دارند، اما تفاوت‌هایی در محل برخورد چکش با نمونه وجود دارد. در آزمون ایزود، چکش با سطح شکاف‌دار نمونه برخورد می‌کند، در حالی که در آزمون چارپی برخورد چکش با سطحی از نمونه که بدون شکاف است، انجام می‌شود. همچنین، در آزمون ایزود، نمونه به صورت عمودی قرار می‌گیرد، اما در آزمون چارپی نمونه به صورت افقی بسته می‌شود.

آزمون ایزود طبق استاندارد ISO 180 انجام می‌شود، در حالی که آزمون چارپی مطابق استاندارد ISO 179 است. شکل شیار در آزمون ایزود معمولاً به صورت V است، در حالی که در آزمون چارپی می‌تواند به صورت U یا V باشد. هر دو آزمون معمولاً با یک دستگاه واحد انجام می‌شوند، با این تفاوت که سازندگان دستگاه‌ها امکاناتی را برای تغییر حالت تکیه‌گاه و گیره‌ها برای راحتی کاربران فراهم کرده‌اند.