Обеспечение безопасности коммерческих зданий: роль оборудования для подготовки образцов на растяжение

По мере возвращения к привычной жизни люди с восторгом посещают любимые рестораны и торговые центры. С ростом посещаемости коммерческих объектов, как строительная отрасль может гарантировать их безопасность?

Один из способов — использование оборудования для подготовки образцов на растяжение. Как это работает? Читайте дальше.

Что такое предел прочности на растяжение и почему он важен?

Предел прочности на растяжение — это способность материала выдерживать растягивающую силу до неконтролируемого удлинения и разрыва. Также это прочность на разрыв при приложении силы, способной одновременно разорвать множество пролёток одного материала при постоянной скорости нагрузки или удлинения. Единица измерения — единицы силы на площадь поперечного сечения, например, фунты на квадратный дюйм (psi).

Предел прочности на растяжение — широко используемая метрика для материалов в несущих конструкциях. С помощью испытаний на растяжение можно легко определить реакцию материала на различные виды нагрузок — особенно важный процесс в металлургии, так как хрупкие металлы более склонны к разрыву.

Как испытывают металлы в строительстве

В процессе испытания на растяжение материал обычно растягивают до точки разрыва для определения предела прочности. Образец надежно закрепляют верхними и нижними хватами, прикрепленными к универсальной испытательной машине (UTS).

Во время испытания хваты расходятся с постоянной скоростью, растягивая образец до разрыва. Прилагается нарастающая записываемая нагрузка, формирующая кривую напряжение-деформация, показывающая реакцию материала.

После испытания все результаты фиксируют, а образец собирают обратно для измерения конечной длины и поперечного сечения. Их сравнивают с исходными размерами до испытания.

Помимо предела прочности, металлы при испытаниях на растяжение также характеризуются следующими показателями:

• Предел прочности (Ultimate Tensile Strength, UTS) — максимальное напряжение, выдержанное образцом.
• Пластичность (Ductility) — относительное удлинение в точке разрыва и относительное сужение площади сечения.
• Предел текучести (Yield Strength) — напряжение, при котором начинается необратимая деформация.

Подготовка образцов на растяжение

Подготовка проб определяется целями испытаний и применимыми стандартами. Стандартный образец имеет стандартизированное поперечное сечение: два хвостовика и измеряемый участок (базу) посередине. В зависимости от стандарта, базовый участок делают круглым или квадратным. Оба конца должны быть достаточно длинными и гладкими для надежного закрепления.

Время громоздких испытательных машин прошло. Сейчас используют компактные, мощные и удобные станки для подготовки различных образцов. Яркий пример — TensileMill CNC MINI. Не обманывайтесь малыми размерами: помимо компактности и экономии места, этот станок обеспечивает максимальную гибкость в подготовке образцов и ЧПУ-обработке.

TensileMill MINI CNC

Станок имеет тяжелый чугунный станину с линейными направляющими для плавного хода всех осей. Оснащен шпинделем 24 000 об/мин ISO20 и мощными сервоприводами для оптимальных режущих возможностей. Управление осуществляется через удобный сенсорный контроллер, который можно обновить до полноценного ПО Carbon.

ASTM A370 Flat Specimens на TensileSoft™

Значение испытаний на растяжение в коммерческом строительстве

На этапе проектирования инженеры обращаются к испытаниям на растяжение, чтобы убедиться, что выбранные материалы не будут подвергаться напряжениям выше своей прочности. Иначе это может привести к катастрофическому разрушению.

Применение испытаний на растяжение в коммерческом строительстве позволяет возводить здания выше, чем считалось возможным ранее. Использование металлов и других материалов с рекомендуемой прочностью на растяжение гарантирует долговечность зданий и безопасность людей от любых строительных рисков. Это особенно актуально для высотного строительства, где основой служат стальные и/или чугунные каркасы.

Применение за пределами коммерческого строительства

Помимо строительной отрасли, знаете ли вы, что испытания на растяжение полезны многим другим отраслям? Вот несколько примеров:

Авиакосмическая отрасль

• Снижение расхода топлива без ущерба для прочности
• Комбинирование различных материалов для получения более прочных конструкций
• Испытание прочности на растяжение клеевых соединений, кабелей, шлангов, проводки, жгутов, ремней безопасности, ковров, прокладок и др.

Автомобильная промышленность

• Определение прочности на разрыв ремней безопасности, поролоновых сидений и других высокопрочных легких материалов
• Оценка качества внешней и внутренней отделки

Строительная отрасль

• Обеспечение безопасности металлов и других строительных материалов по прочности на растяжение, пластичности, сцеплению, соответствию стандартам и др.

Электротехническая и электронная промышленность

• Оценка силы выдергивания, электрических и механических свойств, свойств отслаивания различных материалов для соответствия требованиям

Медицинская промышленность

• Определение эластичности Verbandов, бинтов, силиконовых резинок, хирургических перчаток и других мягких эластичных материалов
• Оценка прочности инъекторов, игл, фитингов IV-систем, респираторных масок, линз, хирургических трубок и др.
• Проверка гибкости катетеров для гарантии их способности менять направление

Упаковочная промышленность

• Определение максимальной нагрузки, которую выдерживает упаковка до разрыва
• Оценка силы, необходимой для открытия упаковки

Бумажная и картонная промышленность

• Измерение прочности и удлинения бумаги и картона
• Определение пригодности для автоматизированных печатных машин

Фармацевтическая промышленность

• Определение твердости и силы разрыва таблеток

Пластики, каучук и эластомеры

• Определение способности материалов выдерживать адгезию, внешнее и физическое напряжение
• Оценка удлинения, стрежнения и предела текучести различных пластиков и каучуков

Промышленность безопасности, здоровья, фитнеса и досуга

• Оценка качества удлинения, узлов и прочности на растяжение нитей
• Обеспечение качества бадминтонных, сквошных и теннисных ракеток

Текстильная промышленность

• Проверка износостойкости ткани при регулярном использовании
• Определение прочности на разрыв, удлинения и разрывной устойчивости синтетических тканей
• Оценка свойств отслаивания молний, пуговиц, застежек, декоративных стежков, липучек и др.

Кто мог подумать, что один станок может одновременно помогать всем этим удивительным отраслям?