Maszyna wytrzymałościowa to urządzenie służące do badania właściwości mechanicznych materiałów, zwłaszcza ich wytrzymałości na różne rodzaje obciążeń, takie jak rozciąganie, ściskanie, zginanie, skręcanie czy ścinanie. Dzięki maszynie wytrzymałościowej można przeprowadzać różnorodne testy, które pozwalają określić kluczowe parametry materiału, takie jak jego wytrzymałość, sprężystość, plastyczność czy twardość.
Podstawowe funkcje maszyny wytrzymałościowej:
- Próba rozciągania – maszyna wyciąga próbkę materiału, mierząc siłę potrzebną do jej wydłużenia oraz punkt, w którym materiał ulega zerwaniu.
- Próba ściskania – materiał jest ściskany, co pozwala na określenie wytrzymałości na obciążenia kompresyjne.
- Próba zginania – obciąża się próbkę w celu zbadania jej odporności na zginanie.
- Próba udarności – bada odporność materiału na obciążenia dynamiczne.
Budowa maszyny wytrzymałościowej:
- Rama nośna – solidna konstrukcja, na której montowane są inne elementy.
- Mocowania próbki – elementy utrzymujące próbkę materiału podczas testu.
- Czujniki siły i przemieszczeń – mierzą siłę przyłożoną do próbki oraz jej odkształcenie.
- Sterowanie i oprogramowanie – pozwala na kontrolowanie przebiegu testu oraz zbieranie i analizowanie wyników.
Rodzaje maszyn wytrzymałościowych
- Uniwersalne maszyny wytrzymałościowe
- Jednoosiowe maszyny wytrzymałościowe – umożliwiają badania zarówno rozciągania, jak i ściskania materiałów. Są to najczęściej stosowane urządzenia w badaniach wytrzymałościowych.
- Dwuosiowe maszyny wytrzymałościowe– pozwalają na badania w dwóch kierunkach jednocześnie, np. przy rozciąganiu lub ściskaniu wzdłuż dwóch osi.
- Maszyny udarowe (młoty Charpy'ego i Izoda) Służą do badania odporności materiałów na udar (dynamiczne obciążenie). Młot Charpy'ego to jedno z najczęściej używanych urządzeń tego typu.
- Maszyny do badań zmęczeniowych używane do testów które badają, jak materiał zachowuje się pod wpływem wielokrotnego obciążenia cyklicznego.
- Hydrauliczne maszyny wytrzymałościowe Wykorzystują układ hydrauliczny do generowania siły potrzebnej do testów. Charakteryzują się dużą dokładnością i możliwością osiągania bardzo wysokich obciążeń.
- Elektromechaniczne maszyny wytrzymałościowe używają silników elektrycznych do generowania siły. Są bardziej precyzyjne niż hydrauliczne, ale zazwyczaj mają mniejszy zakres obciążeń.
Każdy typ maszyny jest zaprojektowany w taki sposób, aby odpowiadał specyficznym potrzebom badań materiałów w różnych warunkach i dla różnych zastosowań.
Maszyny wytrzymałościowe są szeroko stosowane w przemyśle, laboratoriach i instytutach badawczych do testowania materiałów takich jak metale, polimery, ceramika czy kompozyty, aby zapewnić ich zgodność z normami i specyfikacjami.