ما هو اختبار الالتواء

اختبار الالتواء هو نوع من الاختبارات الميكانيكية التي تقيم خصائص المواد أو الأجهزة أثناء تعرضها لضغط من الإزاحة الزاوية. يمكن تقسيم اختبار الالتواء إلى فئتين متميزتين: اختبار المواد الخام مثل الأسلاك المعدنية أو الأنابيب البلاستيكية لتحديد خصائص مثل قوة القص والمعامل، أو الاختبار الوظيفي للمنتجات النهائية المعرضة للالتواء، مثل البراغي وزجاجات الأدوية والكابلات المغلفة. الخواص الميكانيكية الأكثر شيوعًا التي يتم قياسها عن طريق اختبار الالتواء هي معامل المرونة في القص، وقوة القص الناتجة، وقوة القص النهائية، ومعامل التمزق في القص، والليونة.
لماذا إجراء اختبار الالتواء؟
تتعرض العديد من المنتجات والمكونات لقوى الالتواء أثناء تشغيلها. يعد اختبار الالتواء ضروريًا عندما يرغب المهندسون في تغيير أو تحديث المواد المستخدمة في هذه المنتجات. على سبيل المثال، يتعرض المعدن المستخدم في قطارات نقل المركبات إلى أحمال مجمعة معقدة عند الاستخدام، حيث يكون الالتواء هو المكون الرئيسي. قد يحتاج المهندس الذي يحاول تصميم مركبة أكثر كفاءة في استهلاك الوقود إلى تغيير مادة عمود الإدارة لتقليل وزن السيارة. يمكن أن يساعد اختبار الالتوائي المهندس في تحديد المادة المناسبة التي ستمتلك القوة الالتوائية المطلوبة بينما تساهم أيضًا في تحقيق هدف الوزن الخفيف.

تتعرض العديد من المنتجات النهائية أيضًا لقوى الالتواء أثناء تشغيلها. المنتجات مثل الأنابيب الطبية الحيوية، والمفاتيح، والمثبتات ليست سوى عدد قليل من الأجهزة التي تتعرض لضغوط الالتوائية في استخدامها اليومي. من خلال اختبار منتجاتهم في الالتواء، يستطيع المصنعون محاكاة ظروف الخدمة الحقيقية، والتحقق من جودة المنتج، والتحقق من التصميمات، والتأكد من تقنيات التصنيع المناسبة.
أنواع اختبارات الالتواء
يمكن إجراء اختبارات الالتواء من خلال تطبيق حركة دورانية فقط أو من خلال تطبيق كل من القوى المحورية (الشد أو الضغط) والقوى الالتوائية. تختلف أنواع اختبارات الالتواء من منتج إلى آخر، ولكن يمكن عادةً تصنيفها على أنها اختبار فشل أو إثبات أو اختبار تشغيل المنتج.

الالتواء فقط: تطبيق الأحمال الالتوائية فقط على عينة الاختبار.
الالتواء المحوري: تطبيق كل من القوى المحورية (الشد أو الضغط) والالتواء على عينة الاختبار.
اختبار الفشل: التواء المنتج أو المكون أو العينة حتى الفشل. يمكن تصنيف الفشل على أنه كسر جسدي أو شبك/عيب في العينة.
اختبار الإثبات: تطبيق الحمل الالتوائي والاحتفاظ بحمل عزم الدوران هذا لفترة زمنية محددة.
الاختبار الوظيفي: اختبار التجميعات الكاملة أو المنتجات مثل أغطية الزجاجات أو المفاتيح أو أقلام الاتصال أو أعمدة التوجيه للتحقق من أداء المنتج كما هو متوقع تحت أحمال الالتواء.
معايير اختبار الالتواء المشتركة
ASTM F543 - اختبار الالتواء والمحوري للبراغي العظمية

ASTM A938 - اختبار التواء الأسلاك المعدنية

ISO 7800 - اختبار التواء الأسلاك المعدنية

ISO 594/ISO 80369 - اختبار تركيبات Luer المخروطية

ISO 7206 - اختبار التحمل والتعب لزراعة الورك الاصطناعية