לבדיקת חוזק במתח, דחיסה, כיפוף, גזירה, התלהבות וכדומה.
ניתן להשתמש בו לחומרי גלם שונים, מוצרים מוגמרים למחצה ומוצרים מוגמרים
שהם חיוניים ליצרנים המבצעים בקרת איכות ואקדמית ארגונים לחקר התכונות הפיזיקליות של חומרי גלם.נקרא גם מכונות לחיצה
מהו מכונת מתיחה/לחיצה
מכונת מתיחה/לחיצה אוניברסלית [(Universal Testing Machine (UTM] תפקידה לבחון את התכונות המכאניות של הדגם הנבדק תחת הפעלת עומס חיצוני עליו.
להלן חלק מסוגי הבדיקות הניתנות לביצוע במכונת לחיצה / מתיחה אוניברסלית.
בדיקת מתיחה (Tensile test): נקראית גם בדיקת משיכה או בדיקת קריעה
מותחים את הדגם בצורה מבוקרת עד לכשל.
הערכים הנמדדים בניסוי מתיחה הם מגוונים: עומס כניעה, עומס מקסימלי למתיחה, התארכות לשבר ועוד. ממדידות אלה ניתן לקבוע את התכונות המכאניות של החומר, כגון מודול יאנג ומקדם פואסון.
בדיקת לחיצה (Compression test): לוחצים את הדגם בצורה מבוקרת עד להגעה לעומס או מעוות מוגדרים, או לחילופין עד למצב של קריסה או שבר. המדידות האופייניות בבדיקה זו הם כוח מקסימלי ללחיצה שהדגם סבל עד לכשל, או כוח ליחידת תזוזה (למשל 5 ק"ג לדחיסה של 1 מ"מ), או תזוזה ליחידת כוח (דחיסה של 1 מ"מ בעומס של 5 ק"ג).
בדיקת קילוף (Peel test): נקראית גם בדיקת הדבקה.התהליך דומה לבדיקת מתיחה, אך הפעם במקום למתוח חומר אחד, מותחים שני חומרים שדבוקים זה לזה. במבחן זה, תופסן אחד מחזיק חומר אחד והתופסן השני מחזיק את החומר השני, ואז התופסנים הללו מתרחקים אחד מהשני ומתבצעת מתיחה של החומרים הללו למרחק של כמה סנטימטרים. הכוח הנמדד משתנה במהלך בדיקת הקילוף, והממוצע של כל קריאות הכוח הללו מדווח כ"כוח הקילוף הממוצע". בדיקות הקילוף הנפוצות הן ב- 90 מעלות וב- 180 מעלות.
בדיקת כפיפה (Bend test): זוהי בדיקת לחיצה בה מניחים את הדגם על גבי שני תומכים בכל קצה, בעוד שאין שום דבר התומך את חלקו האמצעי שמתחתיו. אז לוחצים את הדגם במרכזו ישירות מלמעלה כך שנוצרת כפיפה עד למצב בו הדגם נשבר או מגיע למרחק מסוים. בדיקה זו מודדת את חוזק הכפיפה של החומר ואת הקשיחות שלו.
בדיקת ניקוב (Puncture test): בבדיקה זו דופנים דגם מעגלי של החומר. חודרן ניקוב יורד מלמעלה ולוחץ על החומר עד ליצירת נקב. הכוח שנמדד ברגע היווצרות הנקב מאפיין את התנגדות החומר לניקוב.
שימושים של מכונות מתיחה/לחיצה
-חומרים קרמיים
-גומי ופלסטיק
-מתכת
-מזון
-מוצרים רפואיים
-קפיצים
-טקסטיל
תקנים נפוצים לבדיקות של משיכה ולחיצה
תקני ISO
- ISO 527 – קביעת תכונות מתיחה של פלסטיק
- ISO 1099 – בדיקות עייפות לחומרים מתכתיים – שיטה בבקרה על כוח צירי
- ISO 6475 – שתלים לניתוחים: ברגי עצם מתכתיים
- ISO 6892 – בדיקות מתיחה לחומרים מתכתיים
- ISO 7206 – שתלים לניתוחים – תכונות עמידות של תותבות ירך
- ISO 14607 – שתלים כירורגיים פסיביים – שתלי חזה – דרישות מיוחדות
- ISO 14801 – רפואת שיניים – שתלים – בדיקות עומס דינמיות לשתלים דנטליים אנדואוסטיאליים
- ISO 14879 – קביעת תכונות עמידות של מגשי ברך (Tibial Trays)
תקני ASTM
- ASTM D623 – בדיקת עייפות בחימום וכיפוף של גומי
- ASTM D638 – תכונות מתיחה של פלסטיק
- ASTM D1614 – תכונות בלימת זעזועים של חומרים לנעלי ספורט
- ASTM D3039 – תכונות מתיחה של קומפוזיטים פולימריים
- ASTM D3479 – עייפות מתיחה-מתיחה של קומפוזיטים פולימריים
- ASTM D4482 – עייפות במחזורי מתיחה של גומי
- ASTM E8 – בדיקות מתיחה לחומרים מתכתיים
- ASTM E466 – בדיקות עייפות בתדר קבוע לחומרים מתכתיים
- ASTM F543 – תקן לבדיקה ולמפרטים של ברגי עצם מתכתיים
- ASTM F1717 – בדיקות להרכבי שתלים בעמוד שדרה במודל חוליה מוסרת (Vertebrectomy Model)
- ASTM F2077 – בדיקות למכשירי קיבוע בין־חולייתיים (Intervertebral Body Fusion Devices)
תקני ASTM לבדיקות מתיחה, לחיצה ותכונות מכניות לפי תחום
להלן תקני ASTM מרכזיים לבדיקות מכניות של חומרים ומוצרים, בחלוקה לפי תחומים, יחד עם הסבר קצר על סוג הבדיקה והשימוש של כל תקן.
פלסטיק וגומי
| תקן ASTM | שימוש / מה בודקים |
|---|
| ASTM D695 | בדיקת לחיצה לפלסטיק וחומרים מרוכבים, בהעמסה מקצה הדוגמה. |
| ASTM D1415 | בדיקת קשיות גומי ואלסטומרים בשיטת IRHD. |
| ASTM D412 | בדיקת מתיחה של גומי ואלסטומרים, לרבות חוזק והתארכות. |
| ASTM D2412 / D5356 | בדיקת קשיחות טבעתית וגמישות טבעתית של צינורות פלסטיק. |
| ASTM D638 | בדיקת מתיחה של פלסטיק. |
| ASTM D624 | בדיקת עמידות לקריעה והתפתחות קרע בגומי ואלסטומרים. |
| ASTM D882 | בדיקת מתיחה של סרטי פלסטיק דקים (Films). |
| ASTM D3574 | אוסף בדיקות עבור קצף פלסטי גמיש. |
| ASTM D6110 | בדיקת חוזק פגיעה Charpy של פלסטיק. |
| ASTM D256 | בדיקת חוזק פגיעה Izod של פלסטיק. |
| ASTM F1306 / D5748 | בדיקת עמידות לניקוב של סרטי פלסטיק. |
| ASTM D1822 | בדיקת Tensile Impact, פגיעה במתיחה של פלסטיק. |
| ASTM D2105 / D2290 | בדיקת תכונות מתיחה של צינורות פלסטיק. |
| ASTM D3763 | בדיקת ניקוב ופגיעה בפלטות פלסטיק. |
| ASTM D790 | בדיקת כפיפה בשלוש נקודות של פלסטיק. |
| ASTM D1238 / D3364 | בדיקת זרימת התך של פלסטיק, לרבות MFR, MVR ו-FRR. |
| ASTM D1894 | מדידת מקדם חיכוך COF של סרטי פלסטיק. |
| ASTM D3330 | בדיקת כוח קילוף והידבקות של סרטי הדבקה. |
| ASTM D1621 | בדיקת לחיצה של קצף קשיח. |
| ASTM D648 | בדיקת טמפרטורת סטייה בחום, HDT, של פלסטיק. |
| ASTM D1525 | בדיקת טמפרטורת הריכוך Vicat, או VST. |
| ASTM D785 | בדיקת קשיות Rockwell בפלסטיק ובחומרים פולימריים. |
| ASTM D2444 | בדיקות עמידות לפגיעה של צינורות פלסטיק. |
| ASTM D2240 | בדיקת קשיות Shore של פלסטיק, גומי ואלסטומרים. |
| ASTM D2990 | בדיקות Creep, זחילה של פלסטיק תחת עומס לאורך זמן. |
חומרים מרוכבים - Composites
| תקן ASTM | שימוש / מה בודקים |
|---|
| ASTM D3410 | בדיקת לחיצה של חומרים מרוכבים באמצעות Shear Loading. |
| ASTM D6641 | בדיקת לחיצה של חומרים מרוכבים באמצעות Combined Loading. |
| ASTM D6484 / D6742 | בדיקת לחיצה של דוגמה עם חור או חריץ, OHC/FHC. |
| ASTM D3039 | בדיקת מתיחה של חומרים מרוכבים. |
| ASTM D7136 / D7137 | בדיקת Compression After Impact, או CAI, להערכת חוזק לחיצה לאחר פגיעה. |
| ASTM D7264 | בדיקות כפיפה של חומרים מרוכבים. |
| ASTM D2344 | בדיקת חוזק גזירה בין שכבות, ILSS. |
| ASTM D5868 | בדיקת חוזק חיבור מודבק בשיטת Lap Shear. |
| ASTM D3518 | בדיקת גזירה במישור של חומרים מרוכבים. |
| ASTM D5379 / D7078 | בדיקות גזירה בשיטות V-Notch ו-Iosipescu. |
| ASTM D7905 | מדידת Energy Release Rate, קצב שחרור אנרגיה במהלך התפתחות שבר. |
| ASTM D5528 | בדיקת DCB - Double Cantilever Beam, להערכת עמידות להיפרדות בין שכבות. |
מתכות
| תקן ASTM | שימוש / מה בודקים |
|---|
| ASTM E345 | בדיקת מתיחה של רדידי מתכת דקים. |
| ASTM A370 | שיטות לבדיקת תכונות מכניות של מוצרי פלדה. |
| ASTM E2368 | בדיקת עייפות תרמו-מכנית, TMF. |
| ASTM E643 | בדיקת Cupping / Erichsen-Olsen לפח מתכת, להערכת יכולת העיצוב והמתיחה של הפח. |
| ASTM E21 | בדיקת מתיחה של מתכות בטמפרטורות גבוהות. |
| ASTM E8 | בדיקת מתיחה של מתכות בטמפרטורת החדר. |
| ASTM E606 | בדיקת Low Cycle Fatigue, עייפות במספר מחזורים נמוך. |
| ASTM E18 | בדיקת קשיות Rockwell. |
| ASTM A255 | בדיקת Jominy להערכת יכולת ההקשיה של פלדה. |
| ASTM E466 | בדיקת עייפות S-N / Wöhler, לבחינת הקשר בין מאמץ למספר מחזורים עד לכשל. |
| ASTM E384 | בדיקת קשיות Vickers ו-Knoop בעומסים נמוכים ומיקרו-קשיות. |
| ASTM E10 | בדיקת קשיות Brinell. |
| ASTM E399 | בדיקת Fracture Toughness / KIC להערכת עמידות החומר להתפשטות שבר. |
| ASTM E23 | בדיקות פגיעה Charpy ו-Izod בדוגמאות מחורצות. |
| ASTM A416 / A1061 | בדיקות הקשורות לתכונות מכניות ולעייפות של גדילי פלדה (Steel Strands). |
| ASTM F606 / F606M | בדיקות מכניות לברגים, אומים ומחברים מושחלים, לרבות מתיחה, עומס הוכחה, קשיות ובדיקות נוספות בהתאם לסוג המחבר. |
| ASTM A965 | בדיקות הקשורות למוצרי פלדה ולדרישות מכניות בהתאם לסוג המוצר. |
| ASTM E92 | בדיקת קשיות Vickers ו-Knoop. |
מימן ומתכות
בדיקות בתחום זה מיועדות להעריך את השפעת המימן על התכונות המכניות של מתכות ואת הסיכון לפריכות ולסדיקה בסביבה המכילה מימן.
| תקן / בדיקה | שימוש / מה בודקים |
|---|
| ASTM F1624 | הערכת כשל של חומר כתוצאה מ-Hydrogen Embrittlement, פריכות מימנית. |
| ASTM F519 | הערכת פריכות מימנית של פלדה, לרבות השפעת תהליכי ציפוי וטיפול. |
| KIH Test | הערכת עמידות חומר בפני סדיקה בסביבה המכילה מימן. |
מכשור רפואי
| תקן ASTM | שימוש / מה בודקים |
|---|
| ASTM F1820 | שתלי ירך - בדיקת הכוח הדרוש לפירוק החיבור בין Acetabular Shell ל-Liner. |
| ASTM F2009 | שתלי ירך - בדיקת כוח פירוק של חיבור קוני, Taper Connection. |
| ASTM F2345 | שתלי ירך - בדיקות חוזק ועייפות של רכיבים קרמיים בהתאם ליישום התקן. |
| ASTM F2580 | שתלי ירך - בדיקות עייפות של Femoral Stem מתכתי. |
| ASTM F1800 | שתלי ברך - בדיקת עייפות של Tibial Tray. |
| ASTM F1717 / F2706 | שתלי עמוד שדרה - בדיקות סטטיות ודינמיות של מערכות קיבוע. |
| ASTM F2077 / F2267 | בדיקות מכניות של התקני איחוי בין-חולייתיים. |
| ASTM F3067 | סטנטים והתקנים וסקולריים - בדיקות מכניות בהתאם לדרישות התקן. |
| ASTM F382 | פלטות עצם - בדיקת חוזק בכפיפה. |
| ASTM F543 | ברגי עצם - בדיקת תכונות מכניות של ברגים רפואיים. |
חומרי בנייה
| תקן ASTM | שימוש / מה בודקים |
|---|
| ASTM D1037 | מוצרי עץ וחומרים מבוססי עץ - בדיקות מכניות כגון מתיחה, כפיפה ותכונות נוספות. |
| ASTM E488 | בדיקות של חוזק מערכות עיגון בבטון תחת עומסים שונים. |
| ASTM A416 / A1061 | בדיקות הקשורות לתכונות מכניות ולעייפות של גדילי פלדה, בין היתר עבור יישומי בטון דרוך. |