آشنایی با دستگاه آزمایش یونیورسال

آشنایی با دستگاه آزمایش یونیورسال:
«دستگاه آزمایش یونیورسال» (Universal Testing Machine) یا اصطلاحاً «UTM»، ابزاری برای اجرای آزمایش مقاومت کششی و فشاری بر روی مواد مختلف است.

بخش یونیورسال در عنوان این دستگاه، به قابلیت اجرای بسیاری از آزمایش های کششی و فشاری استاندارد بر روی مواد، قطعات و سازه های مختلف یا به عبارت دیگر، چندمنظوره بودن آن اشاره دارد.

اجزای مختلف دستگاه آزمایش یونیورسال:
دستگاه آزمایش یونیورسال انواع مختلفی دارد اما موارد زیر در اکثر دستگاه ها مشترک هستند:

«قاب بارگذاری» (Load Frame):
این بخش معمولاً شامل دو نگهدارنده قوی بر روی دستگاه می شود. برخی از دستگاه های کوچک تنها یک نگهدارنده دارند.

«سلول بارگذاری» (Load Cell):
این بخش، نیازمند یک مبدل نیرو یا دیگر وسایل اندازه گیری بار است. معمولاً کالیبراسیون سلول بارگذاری به طور متناوب و با در نظر گرفتن دستورالعمل های موجود یا سیستم های کیفی انجام می شود.

«کلگی» (Cross Head):
این بخش قابلیت کنترل و حرکت به سمت بالا و پایین را دارد. در دستگاه هایی با «نرخ ثابت کشش» (Constant Rate of Extension) یا اصطلاحاً «دستگاه های CRE»، سرعت حرکت کلگی ثابت است.

در برخی از دستگاه ها، امکان تعریف سرعت برای کلگی یا اجرای آزمایش های چرخه ای با نیروی ثابت، تغییر شکل ثابت و غیره وجود دارد.

کلگی ها در انواع مختلفی از قبیل الکترومکانیکی، دارای کنترل هیدرولیکی، کنترل خطی و کنترل رزونانسی مورد استفاده قرار می گیرند.

وسایل اندازه گیری تغییر شکل یا کشش:
در اکثر آزمایش ها، به وسیله ای برای اندازه گیری واکنش نمونه به حرکت کلگی نیاز است. «کشیدگی سنج» (Extensometer)، یکی از وسایل اندازه گیری متداول در آزمایش های مختلف است.

«دستگاه خروجی» (Output device):
در هر آزمایشی باید نتایج آزمایش در یک دستگاه خروجی نمایش داده شوند. در دستگاه های قدیمی، از صفحه نمایش و ثبت کننده های مدرج یا دیجیتالی استفاده می شد. امروزه، اکثر دستگاه های جدید از رابط های کامپیوتری برای تحلیل و چاپ نتایج بهره می گیرند.

«آماده سازی محیط» (Conditioning):
در اغلب آزمایش ها باید عواملی نظیر دما، رطوبت، فشار و غیره تحت کنترل قرار گیرد. به این منظور می توان دستگاه را در یک اتاق کنترل شده قرار داد یا از یک محفظه مخصوص در اطراف نمونه استفاده کرد.

«تجهیزات آزمایش» (Test Fixtures):
در اغلب دستورالعمل ها، از فکی ها، گیره های نگهدارنده و تجهیزات آماده سازی نمونه به عنوان وسایل ضروری آزمایش یاد می شود. انتخاب هر یک از این وسایل به نوع آزمایش بستگی دارد.

نحوه استفاده از دستگاه آزمایش یونیورسال:
نحوه راه اندازی و استفاده از دستگاه آزمایش یونیورسال، در دستورالعمل های ارائه شده توسط مؤسسه های استاندارد (ISO و ASTM) به طور کامل تشریح شده است (به عنوان مثال، ASTM E1856).

این موارد شامل نحوه آماده سازی نمونه، طول نمونه، تحلیل نتایج و غیره می شود.

در این آزمایش باید نمونه را بین گیره ها قرار داد و برای اندازه گیری و ثبت تغییرات طول نمونه در حین آزمایش از کشیدگی سنج استفاده کرد.

حتی در صورت عدم نصب کشیدگی سنج، امکان ثبت جابه جایی بین کلگی ها وجود دارد. با این وجود، در این آزمایش نه تنها تغییرات طول نمونه بلکه تمام مؤلفه های الاستیک/کششی دستگاه آزمایش و سیستم های محرکه آن نظیر لغزش نمونه درون گیره ها نیز ثبت می شوند.

دستگاه پس از روشن شدن شروع به اعمال بارگذاری افزایشی بر روی نمونه می کند.

در حین آزمایش ها، سیستم ثبت اطلاعات و نرم افزارهای مرتبط با آن، میزان بارگذاری و کشش یا فشار وارده بر نمونه را ثبت می کنند.

دستگاه های آزمایش یونیورسال، از مدل های بسیار کوچک رومیزی تا مدل هایی با ظرفیت بارگذاری 53 مگانیوتن (MN) تغییر می کنند.