در علم مقاومت مصالح، شناخت رفتار مواد تحت نیروهای مختلف اهمیت حیاتی دارد. یکی از مهم‌ترین و رایج‌ترین تست‌ها برای ارزیابی خواص مکانیکی مواد، آزمایش کشش می‌باشد. در این مقاله به بررسی کامل آزمایش کشش، روش انجام آن و اهمیت نتایج آن در طراحی سازه‌ها و انتخاب مصالح می‌پردازیم.
آزمایش کشش چیست؟
آزمایش کشش (Tensile Test) فرآیندی است که طی آن یک نمونه استاندارد از ماده تحت نیروی کششی قرار می‌گیرد تا رفتار آن در برابر کشش بررسی شود. این آزمایش به ما کمک می‌کند که پارامترهایی مانند: حد تسلیم (Yield Strength)، استحکام کششی نهایی (Ultimate Tensile Strength)، مدول یانگ (Young’s Modulus)، میزان کرنش در شکست را به دست آوریم.
هدف آزمایش کشش
هدف اصلی این تست، بررسی رفتار ماده تحت تنش کششی است تا بتوان:
- مقاومت ماده را پیش‌بینی کرد
- از ایمنی سازه اطمینان حاصل کرد
- مصالح مناسب برای پروژه‌ها انتخاب کرد
روش انجام آزمایش کشش
- آماده‌سازی نمونه: نمونه باید طبق استانداردهای ASTM یا ISO تهیه شود.
- قرار دادن در دستگاه کشش: نمونه بین دو فک دستگاه قرار می‌گیرد.
- اعمال نیروی کششی: به آرامی نیروی کششی اعمال می‌شود تا نمونه پاره شود.
- ثبت داده‌ها: دستگاه میزان نیروی وارد شده و تغییر طول نمونه را ثبت می‌کند.
نمودار تنش – کرنش
در این آزمایش، داده‌های به‌دست‌آمده را در نموداری به نام نمودار تنش-کرنش (Stress-Strain Diagram) نمایش داده می‌شوند.
بخش‌های نمودار:
| ناحیه | توضیح |
| الاستیک | تغییر شکل موقت است و با حذف نیرو، ماده به حالت اولیه برمی‌گردد |
| تسلیم | آغاز تغییر شکل دائمی ماده |
| پلاستیک | ماده دچار تغییر شکل غیرقابل برگشت می‌شود |
| شکست | نمونه پاره می‌شود |
فرمول های مهم
- تنش (σ):
F: نیروی کششی (N)
A: سطح مقطع نمونه (mm²)
- کرنش (ε)
ΔL: تغییر طول (mm)
L₀: طول اولیه نمونه
- مدول یانگ (E):
کاربردهای آزمایش کشش در مقاومت مصالح
- تعیین حد تحمل مصالح مانند فولاد، بتن یا آلومینیوم
- طراحی دقیق و ایمن پل‌ها، ساختمان‌ها و سدها
- کنترل کیفیت مصالح در پروژه‌های عمرانی
- مقایسه خواص فیزیکی مصالح مختلف
آیا آزمایش کشش روی بتن هم انجام می‌شود؟
معمولاً نه، زیرا بتن مقاومت کمی در برابر کشش دارد؛ ولی در بتن‌های مسلح بررسی میلگرد اهمیت دارد.
آیا نتایج تست کشش برای محاسبات سازه‌ای کاربرد دارد؟
بله، مهندسان سازه بر اساس نتایج این تست، ضریب ایمنی و ظرفیت تحمل سازه را تعیین می‌کنند.
آزمایش کشش یکی از پایه‌ای‌ترین و مهم‌ترین تست‌ها در علم مقاومت مصالح می‌باشد. این آزمایش نه تنها رفتار مصالح را در برابر نیروهای کششی مشخص می‌کند، بلکه نقش کلیدی در طراحی ایمن سازه‌ها دارد. اگر به دنبال انجام این تست‌ها با دقت بالا هستید، توان آزما بتن در خدمت شماست
در توان آزما بتن، ما با استفاده از دستگاه‌های دقیق، آزمایش کشش را روی انواع میلگرد، مفتول، پلاستیک، بتن مسلح و مواد کامپوزیتی انجام می‌دهیم و گزارش‌های استاندارد برای پروژه‌های عمرانی ارائه می‌دهیم.