دستگاه تست کشش یونیورسال (Universal Testing Machine یا UTM) یکی از تجهیزات مهم و کاربردی در آزمایشگاه‌های کنترل کیفیت، تحقیق و توسعه است که برای بررسی مقاومت مکانیکی مواد در برابر نیرو از آن استفاده می‌کنند. این دستگاه با توجه به نوع فیکسچر می‌تواند آزمون‌های کشش، فشار، خمش، برش، پارگی و چسبندگی را انجام دهد.
به کمک دستگاه تست کشش یونیورسال می‌توان پارامترهایی مثل استحکام کششی، نیروی شکست، ازدیاد طول، تنش، کرنش و مدول الاستیسیته را اندازه‌گیری و رفتار مکانیکی نمونه را بررسی کرد.
دستگاه تست کشش یونیورسال چیست؟
دستگاه تست کشش یونیورسال یا UTM دستگاهی برای اعمال نیروی کنترل‌شده به نمونه و ثبت واکنش آن است. در آزمون کشش، نمونه بین فک‌های دستگاه قرار می‌گیرد و با حرکت کنترل‌شده کراس‌هد، نیروی کششی را به آن وارد می‌کند.
دستگاه هم‌زمان نیروی واردشده و تغییر طول نمونه را ثبت کرده و نرم‌افزار می‌تواند بر اساس داده‌های به‌دست‌آمده، نمودار نیرو-تغییر طول یا تنش-کرنش و پارامترهای مکانیکی نمونه را به شما ارائه کند.
دستگاه تست یونیورسال چه آزمون‌هایی انجام می‌دهد؟
نام یونیورسال به دلیل امکان انجام چندین نوع آزمون با استفاده از فک‌ها و فیکسچرهای مختلف انتخاب شده است که از مهم‌ترین آزمون‌های قابل انجام آن می توان به موارد زیر اشاره نمود:
- تست کشش (Tensile)
- تست فشار (Compression)
- تست خمش (Bending/Flexural)
- تست برش (Shear)
- تست پارگی (Tear)
- تست چسبندگی و لایه‌برداری (Peel)
- آزمون برخی قطعات و اتصالات
نوع آزمون قابل انجام به طراحی دستگاه، ظرفیت آن و تجهیزات جانبی مورد استفاده بستگی دارد.
دستگاه تست کشش یونیورسال برای چه موادی استفاده می‌شود؟
UTM در آزمایشگاه‌های مختلف برای بررسی خواص مکانیکی مواد و محصولات مورد استفاده قرار می‌گیرد که از جمله این مواد می توان به فلزات و فولاد، میلگرد، ورق و پروفیل، پلاستیک و پلیمر، لاستیک و الاستومر، کامپوزیت‌ها، سیم و کابل اشاره کرد. برای هر کاربرد، شما باید ظرفیت دستگاه و نوع فیکسچر را متناسب با نمونه و استاندارد آزمون انتخاب کنید.
اجزای اصلی دستگاه تست کشش یونیورسال
یک دستگاه تست یونیورسال معمولاً از چند بخش اصلی تشکیل می‌شود که هماهنگ با هم فرآیند آزمون را انجام می‌دهند.
لودسل
Load Cell وظیفه ی اندازه گیری نیروی واردشده به نمونه را دارد. ظرفیت لودسل باید متناسب با نیروی مورد نیاز آزمون باشد. در برخی دستگاه‌ها امکان استفاده از لودسل‌های مختلف برای محدوده‌های متفاوت نیرو وجود دارد.
فک و فیکسچر
فک‌ها وظیفه ی ثابت نگه داشتن نمونه در دستگاه را دارند. برای آزمون‌های مختلف هم از فیکسچرهای مخصوص استفاده می‌کنند؛ بنابراین امکان نصب فک‌ها و تجهیزات متنوع یکی از نکات مهم هنگام انتخاب UTM است.
کراس‌هد و سیستم حرکتی
کراس‌هد بخش متحرک دستگاه است که نمونه یا فیکسچر به آن متصل می‌شود. در مدل‌های الکترومکانیکی، کراس‌هد معمولاً با سرووموتور و بال‌اسکرو حرکت می کند.
اکستنسومتر
برای اندازه‌گیری دقیق تغییر طول و کرنش نمونه می‌توان از Extensometer استفاده کرد. این قسمت از دستگاه به‌خصوص در آزمون‌هایی که اندازه‌گیری دقیق تغییر شکل اهمیت دارد، کاربردی خواهد بود.
انواع دستگاه تست یونیورسال
دستگاه‌های تست یونیورسال بر اساس سیستم اعمال نیرو به دو گروه اصلی تقسیم می شوند.
دستگاه یونیورسال الکترومکانیکی
در مدل‌های الکترومکانیکی حرکت کراس‌هد توسط موتور و سیستم مکانیکی انجام می‌شود. به علاوه کنترل دقیق سرعت حرکت و جابه‌جایی، امکان اجرای آزمون‌های مختلف روی مواد سبک‌تر و مهندسی را هم فراهم می‌کنند.
مدل‌های الکترومکانیکی مانند سری WDS جیبو برای آزمون کشش، فشار، خمش، برش و پارگی مورد استفاده قرار می‌گیرند و امکان ثبت و تحلیل نتایج توسط سیستم نرم‌افزاری را دارند.
دستگاه یونیورسال هیدرولیک
مدل‌های هیدرولیک برای اعمال نیروهای بالاتر طراحی شده‌اند و در آزمون مواد فلزی، قطعات صنعتی و برخی مواد ساختمانی کاربرد دارند.
سری WAW جیبو در ظرفیت‌های مختلف عرضه شده و برای آزمون‌های کشش، فشار، خمش و برش فلزات و همچنین برخی آزمون‌های فشار و خمش مواد غیرفلزی قابل استفاده هستند.
دستگاه تست کشش یونیورسال برند Jiebo
برند Jiebo از تولیدکنندگان تجهیزات تست مواد است که دستگاه‌های یونیورسال خود را در مدل‌های الکترونیکی و هیدرولیک ارائه می‌کنند.
برای نمونه، سری WDS با سیستم حرکتی سروو و کنترل دیجیتال برای آزمون مواد مختلف طراحی شده است. مدل WDS-50 با ظرفیت اندازه‌گیری نیروی 50 kN و محدوده سرعت کراس‌هد 0.1 تا 500 میلی‌متر بر دقیقه کار می کند.
در طرف دیگر، سری WAW برای آزمون‌های با ظرفیت بالاتر طراحی شده و مدل‌هایی با ظرفیت 100 تا 1000 kN شامل آن می‌شوند. انتخاب مدل مناسب به جنس نمونه، حداکثر نیروی آزمون و نوع تست مورد نظر بستگی دارد.
هنگام خرید دستگاه تست کشش یونیورسال به چه نکاتی توجه کنیم؟
برای انتخاب دستگاه مناسب، قبل از بررسی قیمت باید نیاز آزمایشگاه را مشخص کنیم که از جمله مهم‌ترین نکات قابل توجه در این زمینه می توان به:
- ظرفیت نیروی دستگاه و لودسل
- نوع ماده مورد آزمایش
- نوع آزمون‌های مورد نیاز
- محدوده سرعت کراس‌هد
- دقت اندازه‌گیری نیرو و جابه‌جایی
- امکان نصب اکستنسومتر
- نوع و تعداد فک‌ها و فیکسچرها
- قابلیت ثبت و تحلیل داده‌ها
- امکان کالیبراسیون
- خدمات نصب، آموزش و پشتیبانی
برای مثال، دستگاهی که برای تست نمونه‌های فلزی با نیروی بالا استفاده می‌شود، الزاماً انتخاب مناسبی برای آزمون‌های دقیق پلیمر یا لاستیک نیست. بنابراین ظرفیت دستگاه باید بر اساس کاربرد شما در آزمایشگاه انتخاب شود.
قیمت دستگاه تست کشش یونیورسال
قیمت دستگاه تست کشش یونیورسال به عوامل مختلفی مانند ظرفیت، نوع سیستم حرکتی، دقت لودسل، تعداد لودسل‌ها، فک و فیکسچر، اکستنسومتر، نرم‌افزار و تجهیزات جانبی بستگی دارد.
به همین دلیل قیمت مدل‌های مختلف UTM می‌تواند اختلاف قابل توجهی داشته باشد. برای استعلام قیمت، بهتر است نوع نمونه، آزمون مورد نظر و محدوده نیروی مورد نیاز را مشخص کنید تا دستگاه با پیکربندی مناسب توسط کارشناسان مجموعه ما به شما پیشنهاد شود.
جمع‌بندی
دستگاه تست کشش یونیورسال یکی از تجهیزات کاربردی برای کنترل کیفیت، تحقیق و توسعه و بررسی خواص مکانیکی مواد است. این دستگاه با امکان انجام آزمون‌های مختلف و ثبت داده‌های نیرو و تغییر شکل، اطلاعات مهمی درباره رفتار نمونه در اختیار آزمایشگاه قرار می‌دهد.
کیمیا کاوان تجهیز به‌عنوان نماینده جیبو در ایران، امکان تأمین دستگاه‌های تست یونیورسال این برند را فراهم می‌کند. برای انتخاب مدل مناسب و استعلام قیمت دستگاه تست کشش یونیورسال می‌توانید مشخصات نمونه و آزمون مورد نظر خود را با کارشناسان ما در میان بگذارید.
سوالات متداول
- دستگاه تست کشش یونیورسال چیست؟
دستگاه UTM تجهیزی برای بررسی خواص مکانیکی مواد است که با استفاده از فک‌ها و فیکسچرهای مختلف می‌تواند آزمون‌های کشش، فشار، خمش، برش و برخی آزمون‌های دیگر را انجام دهد.
- تفاوت دستگاه تست کشش با دستگاه یونیورسال چیست؟
دستگاه تست کشش می‌تواند برای آزمون کششی طراحی شده باشد، اما دستگاه یونیورسال قابلیت انجام چند نوع آزمون مکانیکی را با استفاده از فیکسچرهای مختلف دارد.
- ظرفیت مناسب دستگاه تست یونیورسال چگونه تعیین می‌شود؟
ظرفیت دستگاه بر اساس حداکثر نیروی مورد نیاز آزمون، جنس و ابعاد نمونه و استاندارد مورد استفاده تعیین می‌شود.