نحوه آزمایش مقاومت کششی تنش تسلیم

در این آزمایش یک میله فولادی از جنس فولاد مورد نظر تحت بار کششی قرار می گیرد و کم کم میزان کشش افزایش پیدا می کند.

معمولاً میله تا یک حد مشخصی از نیرو را تحمل کرده اما از یک جایی به بعد هر چه میزان کشش اضافه شود خود فولاد هم تغییر شکل داده و کشیده خواهد شد.

طوری که سطح مقطع آن در ناحیه کشش کم می شود و بالاخره نیروی کشش آنقدر زیاد شده که سطح مقطع به صفر رسیده و میله فولادی به دو قسمت تقسیم می شود.

به همین ترتیب نیروی کششی در لحظه جداسازی لوله فولادی را تنش تسلیم می گویند؛ یعنی جایی که فولاد تسلیم می شود و دیگر نمی تواند به هیچ وجه نیروی اضافی را تحمل کند.

به تغییرات فولاد در زمانی که مقطع کاهش پیدا می کند اما جدا نمی شود تغییرات کرنشی و به نیروهای کششی وارد شده تنش های ایجاد شده می گویند که همه این اندازه گیری ها در نموداری به نام نمودار تنش- کرنش ترسیم می شود و در طراحی از آن استفاده می کنند.

این نمودار به مهندس طراح می گوید که چقدر بار روی سازه قرار بگیرد باعث شکسته شدن میله ها و از بین رفتن سازه می شود و یا چقدر نیرو برای سازه مورد نظر قابل تحمل است و باعث تغییر شکل یا خرابی آن نخواهد شد.

در نتیجه میزان بارگذاری را کمتر از حد تحمل میله فولادی برای هر میله در نظر خواهد گرفت. شاید بتوان گفت یکی از مهم ترین نقاط این نمودار همان نقطه تنش تسلیم می باشد که همه چیز را مشخص می کند.

همان طور که قبلاً هم اشاره کردیم فولادهای مختلف تنش تسلیم های متفاوتی دارند.

به عنوان مثال میزان تنش تسلیم یکی از فولادهای کاربردی و معروف به نام فولاد st37 برابر با 3700 کیلوگرم بر سانتیمتر مربع است. یعنی اگر بیشتر از این نیروی وزن به آن وارد شود حتما می شکند.

تنش تسلیم لوله فولادی:
استحکام تسلیم لوله فولادی نیز توسط همان آزمایش مقاومت کششی به دست می آید.

وقتی با استفاده از داده های به دست آمده از آزمایش، نمودار تنش - کرنش ترسیم می شود مهندس طراح با کشیدن یک خط موازی با نقطه قسمت کشسان یا الاستیک که معمولاً با فاصله 0.002 از مبدأ نمودار ترسیم می شود، جایی که نمودار را قطع می کند به عنوان استحکام تسلیم لوله فولادی می شناسد.

استحکام تسلیم لوله فولادی با Sy مخفف عبارت (Yield strength) شناخته می شود؛ که واحد آن در سیستم آحاد به صورت متریک MPa و بر اساس اینچ ksi می باشد.

معمولاً مهندسین طراح باید این پارامتر را هم برای میزان بارگذاری سازه در نظر داشته باشند، زیرا این نقطه نشان می دهد اگر نیرو بیشتر شود میله دچار تغییر شکل خواهد شد.

هر چند به تنش تسلیم نرسد و به دو تکه تقسیم نشود اما باز هم مهم است چون نمی خواهیم سازه هایی داشته باشیم که بعد از بارگذاری های مختلف مانند انواع نیروهای کششی، فشاری، ضربه و نیروهای تکیه گاهی تغییر شکل بدهند.

پس حداکثر نیرو را باید با توجه به مقدار استحکام تسلیم لوله فولادی نیز بسنجیم تا یک طراحی مهندسی شده داشته باشیم.