การทดสอบแรงดึงในวัสดุ (Tensile 1) ตอนเรียนที่ 21

บทนำ การศึกษาเกี่ยวกับคุณสมบัติทางกลของวัสดุมีความสำคัญกับทางด้านวิศวกรรมมาก การเลือกวัสดุมาใช้ให้เหมาะสมกับงานที่ต้องการ การทดสอบคุณสมบัติทางกลของวัสดุก่อนนำไปใช้งานจริง การทดลองนี้จะศึกษาเกี่ยวกับความสามารถในการรับแรงดึง(Tension) วัสดุตัวอย่าง คือ อลูมิเนียม(Aluminum) ทองเหลือง(Brass) และเหล็กก่อสร้าง(Construction Steel) คุณสมบัติต่างๆ ได้แก่ ค่าความเค้นจุดคราก (Yield Stress) ค่าความเค้นสูงสุด (Ultimate Stress) ค่าโมดูลัสความยืดหยุ่น (Elastic Modulus)

วัตถุประสงค์ 1.เพื่อศึกษาและเปรียบเทียบค่าความเค้นจุดครากของวัสดุตัวอย่าง 2.เพื่อศึกษาและเปรียบเทียบค่าความเค้นสูงสุดของวัสดุตัวอย่าง 3.เพื่อศึกษาและเปรียบเทียบค่าโมดูลัสความยืดหยุ่นของวัสดุตัวอย่าง 4.เพื่อศึกษาและเปรียบเทียบค่าความเค้นที่ทำให้วัสดุแตกหัก (Fracture Stress) ของวัสดุตัวอย่าง โดยวัสดุตัวอย่างที่เลือกมาใช้คือ - อลูมิเนียม (Aluminum) - ทองเหลือง (Brass) - เหล็กก่อสร้าง (Construction Steel)

อุปกรณ์การทดลอง 1.Electronic Digital Caliper ยี่ห้อ Mitutoyo รุ่น SKU-356068

อุปกรณ์การทดลอง 2.Universal Tensile Tester ยี่ห้อ Shimadzu รุ่น AG-IS รับแรงได้มากที่สุด 100 kN

อุปกรณ์การทดลอง 3.Extensometer ยี่ห้อ Shimadzu รุ่น SG50-10

Data Reduction Diagram

ขั้นตอนการทดลอง 1)เลือกตัวอย่างวัสดุที่จะนำมาใช้ทดลอง โดยวัสดุจะมี 3ชนิดคือ อลูมิเนียม ทองเหลือง และ เหล็กก่อสร้าง 2)วัดเส้นผ่านศูนย์กลางและความยาวของวัสดุที่จะนำมาใช้ทดลอง

ขั้นตอนการทดลอง 3)เปิดโปรแกรม Trapezium ในคอมพิวเตอร์แล้วเริ่มใส่ค่าเริ่มต้นต่างๆเข้าไป 4)นำตัวอย่างไปใส่เข้ากับเครื่องทดสอบที่ด้านบน 5)นำ Extensometer มาติดไว้กับ ตัวอย่าง ตรงที่เราขีดไว้

ขั้นตอนการทดลอง 6)ตั้งค่า force, stress เริ่มต้นเป็น ศูนย์ 7)นำตัวอย่างไปใส่เข้ากับเครื่องทดสอบที่ด้านล่าง 8)ตั้งค่าที่วัดได้จาก Extensometer เริ่มต้นเป็นศูนย์ 9)เริ่มเครื่องทดสอบ แล้วรอจนกว่าตัวอย่างจะขาด 10)เมื่อตัวอย่างขาด เครื่องคอมพิวเตอร์จะให้ข้อมูลดิบออกมาให้เรานำไปวิเคราะห์ต่อ

ผลการทดลอง

ผลการทดลอง

ผลการทดลอง

ผลการทดลอง

ผลการทดลอง

ผลการทดลอง

E, Modulus of elasticity(Gpa) ตารางสรุปผลการทดลอง Al   Brass Construction steel 1 2 Force(kN) Yield 16.95 15.45 23.18 23.34 39.13 35.70 Ultimate 18.95 18.83 33.17 32.56 55.18 53.78 Failure 15.29 15.32 32.48 31.02 43.39 42.60 d(mm) 10.03 10.07 10.00 9.98 10.12 9.97 L(mm) 50.00 Tensile stress σ(MPa) 212.83 195.51 295.75 298.32 486.41 457.29 237.90 238.34 423.12 416.22 685.95 688.81 191.95 193.88 414.43 396.57 539.44 545.67 E, Modulus of elasticity(Gpa) 67.58 61.64 108.52 102.30 212.91 243.20

ตารางความคลาดเคลื่อน Uncertainty Aluminium Brass Const. Steel 1 2 P B U force(kN ) Yield 0.000 0.051 0.046 0.070 0.117 0.107 Ultimate 0.057 0.056 0.099 0.098 0.166 0.161 Failure 0.097 0.093 0.130 0.128 Diameter(mm) 0.300 0.020 0.301 0.400 0.200 0.201 Stress   0.002 0.006 0.013 0.012 0.014 0.019 0.025 0.017 0.027 0.042 0.001

สรุปผลการทดลอง 1.ความเค้นจุดคราก ความเค้นสูงสุด และความเค้นจุดหัก เรียงลำดับจากมากไปน้อยได้คือ โลหะก่อสร้าง ทองเหลือง และอลูมิเนียม 2.สาเหตุที่ค่าความผิดพลาดที่เกิดขึ้นนั้นน่าจะมีผลมาจาก - การบีบชิ้นงาน อาจไม่แน่นพอส่งผลให้เกิดการเลื่อนได้ - อาจเกิดความคลาดเคลื่อนในขั้นตอน การวัดขนาดเส้นผ่านศูนย์กลางชิ้นงาน - ชิ้นงานอาจเคยผ่านการทดสอบมาก่อนหน้านี้

ขอบคุณครับ/ค่ะ