Испытание на сжатие с плоской деформацией — это специализированное испытание, используемое для некоторых материалов, от металлов [1] до почв. [2]
Один из вариантов теста также известен как тест Уоттса-Форда . Это инженерное испытание, представляющее собой особый способ определения некоторых характеристик материала испытуемого металла , и его специализацию можно резюмировать этой цитатой:
Это испытание полезно, когда листовые детали слишком малы для испытания на растяжение в рамках сбалансированного двухосного испытания. Он может давать кривые растяжения до значительно более высоких деформаций, чем испытания на растяжение. [3]
Испытание на сжатие при плоской деформации обычно используется для измерения механических свойств и изучения развития микроструктуры в процессе термомеханической обработки. [4] Во время испытания образец помещается между пуансонами и ограничительными пластинами. Когда во время испытания материала верхний пуансон нажимают вниз, образец растягивается в горизонтальном направлении. Трение между инструментом и образцом можно уменьшить, применяя смазочные материалы, такие как графит, MoS2, стекло или ПТФЭ (тефлон). [5]
Испытание по существу заключается в сжатии тонкого металлического стержня двумя сжимающими полосками одинаковой ширины, расположенными на противоположных сторонах тонкого стержня. Затем в диапазоне возрастающих нагрузок на стержень сжимающие силы приводят к уменьшению толщины металлического стержня. Это изменение толщины затем измеряется последовательно после каждой нагрузки, и после некоторых математических вычислений можно построить кривую растяжения-деформации .
Преимущества теста Уоттса-Форда заключаются в том, что он удобен для испытания тонких листов или полос, он аналогичен процессу прокатки (при производственном анализе), эффекты трения могут быть сведены к минимуму, отсутствует «бочка», как это происходит при испытание на цилиндрическое сжатие, а плоская деформация облегчает анализ.
Кривая напряжения-деформации
Кривая напряжения-деформации представляет собой взаимосвязь между напряжением ( силой на единицу площади) и деформацией (результат сжатия/растяжения, известной как деформация), которую проявляет конкретный материал; Кривые растяжения различных материалов сильно различаются, и разные испытания на растяжение, проведенные на одном и том же материале, дают разные результаты в зависимости от температуры образца и скорости нагружения. При проведении испытаний Уоттс-Форда температуры металлических образцов будут варьироваться от 800 до 1100 °С и скорости деформации (0,01-10 с-1). [6]
Давление
Среднее давление на единицу площади контактной поверхности пуансона с образцом выражается как: P = F/(wb), где F — сила, w — ширина пуансона, b — ширина образца. [4]