اختبار الشد الساكن للمعادن - إجراء الاختبار، الرسم البياني، والخواص المحددة

يُعد اختبار الشد الساكن للمعادن أحد الاختبارات الأساسية لخواصها الميكانيكية . يتضمن هذا الاختبار شدّ عينة مُجهزة بشكل مناسب أحادي المحور بمعدل مضبوط بدقة حتى الوصول إلى مرحلة اختبار محددة، وهي عادةً الكسر. بناءً على القوة والتشوه المُسجلين، يُمكن تحديد، من بين أمور أخرى، مقاومة الشد (Rm) ، ومقاومة الخضوع (ReH وReL)، وإجهاد الخضوع (Rp0,2) ، والاستطالة (A) . بعد الكسر، يُمكن أيضًا تحديد التخصر (Z) . بالتالي، يُتيح اختبار الشد الحصول على العديد من المعايير الرئيسية التي تصف قوة المعدن وليونته في اختبار واحد.

ما هو اختبار الشد الساكن؟

تُثبّت العينة في فكي جهاز الاختبار، ثم تُعرّض لحمل شد متزايد تدريجيًا. خلال الاختبار، تُسجّل المعايير التالية:

القوة F العمل على العينة،
الاستطالة أو الإزاحة،
التشوه عند طول قياس محدد.

من هذه البيانات، يمكن إنشاء مخطط القوة والاستطالة، ومن خلال ربط المقدار بالأبعاد الأولية للعينة، يمكن إنشاء منحنى الإجهاد والانفعال الهندسي.

ما الذي يمكن تحديده في اختبار الشد؟

اعتمادًا على المادة والمعدات وطريقة الاختبار المعتمدة أثناء اختبار الشد الساكن، يمكن تحديد ما يلي، من بين أمور أخرى:

بارامتر	المعنى	الوحدة النموذجية
ريه	نقطة الخضوع العليا	ميجا باسكال
ريل	نقطة الخضوع الأدنى	ميجا باسكال
Rp0,2	قوة الخضوع التقليدية لانفعال بلاستيكي بنسبة 0,2%	ميجا باسكال
Rm	قوة الشد	ميجا باسكال
A	نسبة الاستطالة بعد الكسر	%
Z	نسبة انخفاض المقطع العرضي بعد التمزق	%

في الاختبارات التي أجريت بشكل صحيح، يمكن أيضًا تحديد خصائص التشوه الأخرى، مثل الاستطالة عند أقصى قوة أو الاستطالة الكلية عند أقصى قوة.

آلة تقوية العضلات

يُجرى الاختبار على جهاز اختبار يسمح بتطبيق الحمل وقياس القوة بشكل مُتحكم به. يحتوي الجهاز على نظام قياس ومقابض مُصممة خصيصًا لنوع العينة. وبحسب المعايير المطلوبة، يُستخدم أيضًا مقياس استطالة ، يقيس التغير في طول جزء مُحدد من العينة بدقة أعلى بكثير من قياس إزاحة مقابض الجهاز وحدها.

لماذا يُستخدم مقياس التمدد؟

لا يقتصر تأثير حركة مقابض الجهاز على استطالة العينة فحسب، بل قد يشمل أيضًا تشوه مكونات الجهاز والمقابض وأجزاء أخرى من نظام القياس. يقيس مقياس الاستطالة الإجهاد مباشرةً على طول طول القياس المحدد للعينة. وهذا أمر بالغ الأهمية عند تحديد معايير مثل Rp0,2 وغيرها من الكميات التي تتطلب قياسًا دقيقًا للتشوهات الصغيرة.

عينة اختبار الشد الساكن

تتميز العينة بهندسة محددة تتناسب مع نوع المنتج الذي يتم اختباره. تشمل العينات المستخدمة ما يلي:

دائري،
مستوي،
متناسب،
غير متناسب.

تحتوي العينة على قسم قياس ذي مقطع عرضي مُختار بعناية، وأجزاء مُخصصة للتركيب في حوامل الجهاز. وتؤثر أبعاد العينة وطريقة تحضيرها بشكل مباشر على دقة النتائج وقابليتها للمقارنة.

مساحة المقطع العرضي الأولية S0

قبل بدء الاختبار، يتم تحديد مساحة المقطع العرضي الأولية للعينة: S ₀ بالنسبة لعينة مستديرة بقطر أولي d ₀ : S ₀ = πd ₀ ²/4 بالنسبة لعينة مسطحة بعرض b ₀ وسمك a ₀ : S ₀ = b ₀ × a ₀ تعتمد الطريقة الدقيقة لتحديد مساحة المقطع العرضي على هندسة العينة ومتطلبات طريقة الاختبار المستخدمة.

طول القياس الأولي L0

يُحدد طول القياس الأولي L₀ _على العينة . وهو الطول المرجعي المستخدم، من بين أمور أخرى، لتحديد نسبة الاستطالة بعد الكسر. في العينات المتناسبة، يرتبط طول القياس بمساحة المقطع العرضي الأولي. العلاقة الشائعة الاستخدام هي: L₀ = 5,65√S₀ _. بالنسبة للعينة الدائرية، يُعادل هذا الطول تقريبًا خمسة أضعاف القطر، وهو ما يُعرف تاريخيًا بالرمز A5 . تُستخدم أيضًا عينات ذات أطوال قياس ثابتة، لذا لا ينبغي مقارنة قيم الاستطالة المُحصل عليها _لأشكال هندسية مختلفة دون مراعاة طول القياس المستخدم.

الإجهاد الهندسي

يتم حساب الإجهاد الأساسي المستخدم في تطوير نتائج اختبار الشد الكلاسيكي من مساحة المقطع العرضي الأولية S ₀ : σ = F/S ₀ حيث:

σ - الإجهاد الهندسي،
F - قوة الشد الحالية،
S₀ – مساحة المقطع العرضي الأولية للعينة.

إذا كانت F معطاة بوحدة نيوتن و S₀ _بوحدة مم²، فإن النتيجة تُعطى بالصيغة التالية: نيوتن/مم² = ميجا باسكال

التشوه الهندسي

يمكن تعريف الإجهاد الهندسي على النحو التالي: ε = ΔL/L ₀ = (L – L ₀ )/L ₀ حيث:

L₀ – طول القياس الأولي،
L – طول القياس الحالي،
ΔL – زيادة في الطول.

التشوه كمية لا أبعاد لها ويمكن التعبير عنها أيضًا كنسبة مئوية.

بداية الاختبار - النطاق المرن

في المراحل الأولى من الاختبار، تمر العديد من المعادن بنطاق تكون فيه العلاقة بين الإجهاد والانفعال خطية تقريبًا. في النطاق المرن الخطي المثالي، ينطبق قانون هوك: σ = Eε حيث E هو معامل يونغ . عند إزالة الحمل في النطاق المرن، تعود العينة إلى أبعادها الأصلية تقريبًا.

معامل يونغ E واختبار الشد

يرتبط ميل الجزء المرن الخطي المحدد بدقة من منحنى الإجهاد والانفعال بمعامل يونغ E : E = Δσ/Δε. مع ذلك، يتطلب التحديد الدقيق لمعامل المرونة إجراءً مناسبًا، وقياسًا دقيقًا للانفعال، والالتزام بمتطلبات طريقة الاختبار المناسبة. لا ينبغي اعتبار كل رسم بياني من اختبار شد روتيني قياسًا دقيقًا لـ E تلقائيًا.

Granica plastyczności

بمجرد تجاوز نطاق المرونة، يبدأ التشوه الدائم للمادة. في بعض المعادن، وخاصة بعض أنواع الفولاذ، يمكن ملاحظة ظاهرة تدفق مميزة وتحديدها:

ريه – نقطة الخضوع العليا،
ReL - نقطة خضوع أقل.

إذا لم تظهر المادة نقطة خضوع واضحة، يتم استخدام المعايير التقليدية، وخاصة Rp0,2.

قوة الخضوع العليا ReH

يمثل ReH الحد الأعلى للخضوع في المواد التي تُظهر سلوك تدفق مميز. وبتبسيط الأمر، فهو يُمثل أول قيمة قصوى للإجهاد المرتبطة ببداية تدفق المادة بشكل ملحوظ.

قوة خضوع أقل ReL

بمجرد الوصول إلى ReH ، يمكن أن ينخفض الإجهاد، ويبدأ التشوه اللدن عند مستوى إجهاد أقل. ReL هي مقاومة الخضوع الدنيا التي تُحدد وفقًا لمعايير طريقة الاختبار المعتمدة. إذا كانت كلتا القيمتين موجودتين بوضوح، فعادةً ما يكون: ReH > ReL

قوة الخضوع التقليدية Rp0,2

في العديد من المعادن، يكون الانتقال من السلوك المرن إلى السلوك اللدن سلسًا، ولا يمكن تحديد قيم ReH وReL بدقة. في مثل هذه الحالات، يُستخدم إجهاد الخضوع التقليدي Rp0,2 ، وهو الإجهاد المقابل لمعيار الانفعال اللدن المحدد بنسبة 0,2% . يستخدم الرسم البياني خطًا مُزاحًا بالنسبة للجزء المرن بمقدار الانفعال: ε = 0,002 ، وموازيًا للجزء المرن الخطي المحدد بشكل مناسب. تسمح لنا نقطة التقاطع مع المنحنى بتحديد Rp0,2.

التشوه اللدن

بعد تجاوز نطاق المرونة، يبقى بعض التشوه بعد إزالة الحمل. يُسمى هذا التشوه بالتشوه اللدن . ضمن هذا النطاق، تتغير البنية المجهرية للمادة، وفي العديد من المعادن، يحدث تصلب بالتشوه . ويتطلب المزيد من تشوه العينة زيادة الحمل.

التصلب بالتشوه

أثناء التشوه اللدن للمعادن، تزداد كثافة الانخلاعات، من بين أمور أخرى، ويصبح تحركها أكثر صعوبة. ونتيجة لذلك، قد يزداد الإجهاد اللازم لمواصلة التشوه. تُعرف هذه الظاهرة باسم التصلب الإجهادي ، وهي أحد أسباب زيادة الإجهاد على طول المنحنى بعد بدء تدفق المادة.

أقصى قوة Fm

أثناء التمدد الإضافي، تصل القوة إلى قيمتها القصوى المحددة: F _m. على هذا الأساس، يتم حساب قوة الشد Rm : Rm = F _m /S ₀ وبالتالي فإن Rm هو أعلى إجهاد هندسي تم تحقيقه في اختبار الشد.

قوة الشد Rm

يُعدّ Rm أحد أكثر المعايير الميكانيكية شيوعًا للمعادن. ووحدته هي: ميجا باسكال = نيوتن/مم². على سبيل المثال، إذا كانت القوة القصوى: Fm = 50,000 نيوتن _، ومساحة المقطع العرضي الابتدائية: S0 = ₁₀₀ مم²، فإن: Rm = 50,000/100 = 500 ميجا باسكال

هل Rm هو الإجهاد عند الاستراحة؟

لا، Rm تُشير إلى أقصى قوة Fm _نسبةً إلى مساحة المقطع العرضي الأولية S0 _. في المواد المطيلية، بعد بلوغ أقصى قوة، قد يبدأ المقطع العرضي بالانخفاض بشكل ملحوظ . لاحقًا، قد تنخفض القوة المسجلة بواسطة الجهاز، على الرغم من أن السلوك الموضعي للمادة في منطقة الانخفاض يكون أكثر تعقيدًا. لذلك، عادةً ما ينكسر المقطع العرضي بعد بلوغ Rm ، وليس بالضرورة عند نقطة أقصى قوة بالضبط.

تكوّن منطقة ضيقة

عند بلوغ أقصى قوة، قد يبدأ التشوه بالتركز في منطقة واحدة من العينة، مُشكلاً ما يُعرف بالعنق أو التضيّق . عند هذه النقطة، يبدأ المقطع العرضي للعينة بالتناقص بسرعة، ويتركز المزيد من التشوه في منطقة أصغر فأصغر. يُعدّ التضيّق مرحلة مميزة من مراحل التمدد في العديد من المعادن المطيلية.

انكسار العينة

تتمثل المرحلة الأخيرة من الاختبار في بدء تشكل الشق وتطوره، مما يؤدي إلى انفصال العينة تمامًا. وتعتمد طبيعة الكسر على المادة، وبنيتها المجهرية، ودرجة الحرارة، ومعدل الإجهاد، وحالة الإجهاد. قد تُظهر المواد المطيلية تضيقًا وتشوهًا كبيرين قبل الكسر، بينما قد تنكسر المواد الأكثر هشاشة بتشوه لدني أقل بكثير.

استطالة أ بعد التمزق

بعد الاختبار، تتم محاذاة جزئي العينة المكسورة، ويُقاس طول القياس النهائي Lu _. تُحسب نسبة الاستطالة بعد الكسر بالمعادلة التالية: A = [(L _u – L ₀ )/L ₀ ] × 100%. يصف المعامل A قدرة المادة على الاستطالة الدائمة قبل الكسر. لا يُمثل A أقصى استطالة لحظية للعينة أثناء الاختبار ، بل القيمة المُحددة بعد الكسر وفقًا للإجراء المُتبع.

تضييق Z

بعد الكسر، يمكن أيضًا تحديد التغير في مساحة المقطع العرضي للعينة عند موقع الكسر: Z = [(S ₀ – S _u )/S ₀ ] × 100% حيث:

S₀ – مساحة المقطع العرضي الأولية،
S_u – الحد الأدنى لمساحة المقطع العرضي بعد التمزق.

Z هو مقياس آخر لمرونة المادة، ولكنه يصف التغير في المقطع العرضي، بينما يصف A التغير في طول القياس.

أ و ز – مقياسان مختلفان لللدونة

بارامتر	يصف	jednostki
A	تمديد دائم لطول المقياس بعد الكسر	%
Z	انخفاض مساحة المقطع العرضي عند نقطة التمزق	%

ترتبط هذه المعايير بالسلوك البلاستيكي للمادة، لكنها ليست قابلة للتبادل.

الإجراء النموذجي لاختبار الشد للمعادن المطيلية

ببساطة، يمكن عرض مسار الدراسة على النحو التالي:

تركيب العينات،
تطبيق حمل صغير،
التشوه المرن،
بدء التشوه اللدن،
تدفق المواد – إذا كان هناك تدفق واضح نقطة الاستسلام,
التصلب بالتشوه،
تحقيق أقصى قوة F_m i Rm,
موقع التشوه والتكوين تضييق,
تطور الشقوق،
تكسر العينة،
قياس الامتداد أ وتضييق المحور Z.

يعتمد الشكل الدقيق للمنحنى على المادة التي يتم اختبارها.

منحنى الإجهاد والانفعال

من أهم نتائج الاختبار منحنى الإجهاد والانفعال ، إذ يسمح لنا بملاحظة انتقال المادة من السلوك المرن مروراً بالخضوع والتصلب، وصولاً إلى موضع الانفعال والكسر. لذا، يمكن لمنحنى واحد أن يوفر معلومات أكثر بكثير من مجرد قيمة Rm واحدة.

المنحنى الهندسي والمنحنى الحقيقي

يستخدم منحنى الهندسة الكلاسيكي الأبعاد الأولية للعينة: σ = F/S₀ _و ε = (L – L₀ ₎ /L₀ _. أثناء التشوه الكبير، يقل المقطع العرضي الفعلي للعينة، لذا يمكن استخدام الإجهاد الفعلي أيضًا: σrz = F/S، _حيث S هي مساحة المقطع العرضي الفعلية. يمكن كتابة الانفعال الفعلي للتمدد أحادي المحور المنتظم على النحو التالي: εrz = ln(L/L₀ ₎ . _بمجرد بدء التخصر ، يتطلب تحويل منحنى الهندسة إلى القيمة الفعلية عناية خاصة لأن الانفعال لم يعد منتظمًا.

لماذا ينخفض الإجهاد الهندسي بعد الوصول إلى Rm؟

بمجرد بدء التخصر ، تتناقص مساحة المقطع العرضي في منطقة التخصر بسرعة. في الوقت نفسه، قد تنخفض القوة الكلية اللازمة لتمديد العينة أكثر. ولأن الإجهاد الهندسي لا يزال يُحسب باستخدام المساحة الأولية S₀ _، يُظهر الرسم البياني انخفاضًا في الإجهاد بعد Rm . هذا لا يعني بالضرورة أن المقاومة الفعلية الموضعية للمادة لمزيد من التشوه تتناقص بنفس الطريقة.

العينات النسبية وغير النسبية

تعتمد قيمة الاستطالة عند الكسر على طول القياس المفترض وشكل العينة. ولهذا السبب، يتم التمييز بين أنواع مختلفة من العينات، مثل:

متناسب – يرتبط طول القياس بمساحة المقطع العرضي،
غير متناسب – يتم استخدام طول قياس ثابت ومحدد.

عند مقارنة قيم A، من الضروري معرفة طول القياس المستخدم.

تأثير معدل الإجهاد

تعتمد نتائج اختبار الشد على معدل تشوه المادة. بالنسبة للعديد من المعادن، يمكن أن تؤدي زيادة معدل الإجهاد إلى تغييرات في عدة جوانب، من بينها:

نقطة الاستسلام,
تَحمُّل،
ملحقات،
طبيعة التصدع.

لذلك، تحدد طريقة الاختبار كيفية التحكم في سرعة الاختبار.

تأثير درجة الحرارة

يمكن أن تؤثر درجة الحرارة بشكل كبير على الخصائص التي يتم الحصول عليها أثناء عملية الشد. فمع ارتفاع درجة الحرارة، تعاني العديد من المعادن من انخفاض في مقاومة الخضوع ومقاومة الشد، بالإضافة إلى تغير في مطيليتها. أما عند درجات الحرارة المنخفضة، فقد تُظهر بعض المواد قدرة أقل على التشوه اللدن. لذلك، لا ينبغي تطبيق الخصائص التي يتم الحصول عليها عند درجة حرارة الغرفة تلقائيًا على تصميم المكونات التي تعمل في درجات حرارة مرتفعة جدًا أو منخفضة جدًا.

تأثير اتجاه أخذ العينات

قد تُظهر المواد المدرفلة والمطروقة والمسحوبة، وغيرها من المواد المنتجة بعمليات اتجاهية أخرى، تباينًا في الخواص . لذا، قد تعتمد نتائج الاختبار على اتجاه العينة بالنسبة لاتجاه الدرفلة أو المطروقة. وقد يكون هذا الأمر بالغ الأهمية في الحالات التالية:

عند مقارنة النتائج، ينبغي مراعاة اتجاه أخذ العينات إذا كان ذلك ذا صلة بالمنتج الذي يتم اختباره.

تأثير المعالجة الحرارية

يمكن أن تؤثر المعالجة الحرارية بشكل كبير على نتائج اختبار الشد الساكن. فالتصليد ، والتطبيع ، والتلدين، والمعالجة الحرارية بالمحلول، والتقادم، كلها عوامل قد تُغير، من بين أمور أخرى، ما يلي:

Rm,
Re لُب Rp0,2,
A,
Z.

تنتج هذه التغييرات عن تعديلات في البنية المجهرية، وحجم الحبيبات، ونوع الأطوار والترسبات، وآليات التقوية الأخرى.

تأثير التشكيل على البارد

يمكن أن تؤدي عمليات الدرفلة والسحب وغيرها من عمليات التشكيل على البارد إلى زيادة صلابة المادة . وعادةً ما يكون تأثيرها زيادة مقاومة الخضوع والمتانة، مع الحد في الوقت نفسه من قدرة المادة على الخضوع لمزيد من التشوه اللدن. ومع ذلك، فإن هذه العلاقة ليست متطابقة لجميع السبائك وحالات المواد.

اختبار الشد الساكن والصلابة

يُعدّ اختبار الشدّ وقياس الصلابة طريقتين مختلفتين للاختبار. بالنسبة لبعض مجموعات المواد، توجد علاقات تجريبية بين الصلابة و Rm ، لكن هذه العلاقات ليست عامة. لا ينبغي تحويل الصلابة إلى Rm دون التحقق من صحة العلاقة المناسبة. لا يُغني قياس الصلابة عن اختبار الشدّ عند الحاجة إلى تحديد مباشر لخصائص مثل Re أو Rp0,2 أو A أو Z.

اختبار الشد الساكن واختبار الصدم

يُقدّم اختبار الشد الساكن واختبار شاربي معلومات مختلفة. يُجرى اختبار الشد تحت ظروف تحميل أحادية المحور مُتحكّم بها، ويُستخدم لتحديد خصائص القوة والمتانة. أما اختبار شاربي، فيعتمد على الصدمة الديناميكية على عينة مشقوقة لتحديد الطاقة الممتصة أثناء الكسر. ولا يُشير ارتفاع قيمة Rm بالضرورة إلى امتصاص طاقة عالية أثناء اختبار الصدمة.

اختبار الشد الساكن وصلابة الكسر KIC

تصف Rm و Re و Rp0,2 سلوك العينة في اختبار الشد التقليدي دون وجود شق حاد مُدخل عمدًا. أما KIC _، فينتمي إلى ميكانيكا الكسر، ويصف مقاومة المادة لبدء التصدع غير المستقر في ظل ظروف محددة تتضمن وجود شق قائم. هذه المعاملات غير قابلة للتبادل، وتتناول مسائل مختلفة تتعلق بسلامة المادة والبنية.

اختبار الشد وقوة التحمل

يستخدم اختبار الشد الساكن حملاً متغيراً بشكل رتيب، بينما ينتج إجهاد المادة عن تغيرات متكررة في الحمل. قد يفشل أحد المكونات بسبب الإجهاد عند إجهاد اسمي أقصى أقل من Rm ، وفي كثير من الحالات أقل أيضاً من مقاومة الخضوع أحادية المحور . لذلك، لا يمكن اعتبار Rm مقياساً مباشراً لمقاومة الإجهاد.

معيار EN ISO 6892-1

المعيار الأساسي المستخدم لاختبار الشد الساكن للمواد المعدنية في درجة حرارة الغرفة هو EN ISO 6892-1 - المواد المعدنية - اختبار الشد - الجزء 1: طريقة الاختبار في درجة حرارة الغرفة . ويحدد هذا المعيار، من بين أمور أخرى، ما يلي:

المصطلحات والرموز،
متطلبات العينة،
قياس أبعاد العينة،
شروط إجراء الدراسة،
التحكم في سرعة الفحص،
طريقة التحديد الخصائص الميكانيكية,
مبادئ معالجة النتائج.

بالنسبة للاختبارات التي أجريت في درجات حرارة أخرى، يتم استخدام الأجزاء المناسبة من سلسلة ISO 6892.

لماذا تم تحديد سرعة الاختبار في المعيار؟

تعتمد خصائص المعادن على معدل الإجهاد. وقد يؤدي إجراء الاختبار بسرعة كبيرة أو بنتائج متفاوتة بين المختبرات إلى صعوبة مقارنة النتائج. لذا، تحدد المعايير طرقًا للتحكم في معدل الاختبار. عمليًا، يمكن استخدام طرق تعتمد، من بين أمور أخرى، على التحكم في معدل الإجهاد أو معايير مناسبة للجهاز، وذلك حسب مرحلة الاختبار والإجراء المتبع.

نتائج اختبار الشد في شهادة القبول 3.1

تُعدّ الخصائص المُحددة في اختبار الشد من بين أكثر البيانات الميكانيكية شيوعًا في شهادات قبول المواد 3.1 . وبحسب الدرجة، ومعيار المنتج، والأبعاد، وشروط التسليم، قد تتضمن الوثيقة، من بين أمور أخرى، ما يلي:

Rm,
ريه أو ReL،
Rp0,2,
A,
الخصائص الأخرى المطلوبة.

لا يعني هذا أن كل شهادة من الفئة 3.1 يجب أن تتضمن جميع المعايير المذكورة. يتم تحديد نطاق الاختبار بناءً على مواصفات المواد ذات الصلة والطلب.

الأخطاء الأكثر شيوعًا عند تفسير اختبار الشد

تشمل الأخطاء الشائعة ما يلي:

تعريف Rm مع توتر في لحظة الاستراحة،
علاج Re i Rp0,2 كما هو الحال دائماً، نفس المعايير.
مقارنة A دون الأخذ في الاعتبار طول قياس العينة،
تحديد A مع تضييق Z,
علاج معامل يونغ كمقياس للقوة،
مقارنة النتائج التي تم الحصول عليها عند درجات حرارة مختلفة دون مراعاة ظروف الاختبار،
تحويلات صلابة على Rm خارج نطاق صلاحية التبعية المقابلة،
التعامل مع الخصائص الثابتة كمقياس مباشر مقاومة الإجهاد لُب مقاومة التشقق.

اختبار الشد الساكن – أهم المعلومات

يُعد اختبار الشد الساكن أحد الاختبارات الأساسية الخواص الميكانيكية للمعادن.
تخضع العينة لعملية شد أحادي المحور مضبوطة.
أثناء الاختبار، يتم تسجيل القوة والتشوه بشكل أساسي.
يتم حساب الإجهاد الهندسي على النحو التالي: σ = F/S₀.
يحدد الإجهاد الهندسي العلاقة ε = ΔL/L₀.
يمكن تحديد ذلك حسب المادة. ريه و ReL أو قوة الخضوع التقليديةعلى سبيل المثال، Rp0,2.
قوة الشد يتم حسابه على النحو Rm = F_m/S₀.
Rm يمثل أقصى قوة ولا يتوافق بالضرورة مع لحظة انكسار العينة.
عند بلوغ أقصى قوة، تتطور العديد من المعادن المطيلية معانقة.
بعد الانفصال، يمكنك تحديد الامتداد أ وتضييق Z.
A و Z هما مقياسان مختلفان لمرونة المادة.
يُمكّن جهاز قياس التمدد من قياس الإجهاد بدقة ضمن طول قياس محدد.
يستخدم المنحنى الهندسي مساحة المقطع العرضي الأولية S₀لذلك ينبغي تمييزه عن منحنى الإجهاد والانفعال الحقيقي.
وتعتمد النتيجة، من بين أمور أخرى، على درجة الحرارة ومعدل الإجهاد والبنية المجهرية وحالة المادة واتجاه أخذ العينات.
يُجرى اختبار الشد للمعادن عند درجة حرارة الغرفة وفقًا للطريقة المناسبة المحددة في EN ISO 6892-1.