धातुओं की बेंडिंग स्ट्रेंथ – बेंडिंग स्ट्रेस, बेंडिंग मोमेंट और बेंडिंग टेस्ट

फ्लेक्सुरल स्ट्रेंथ किसी पदार्थ या नमूने के उस व्यवहार का वर्णन करती है जो उस पर लगने वाले भार के प्रभाव में उसे मोड़ने का कारण बनता है। मोड़ने के दौरान, तत्व के अनुप्रस्थ काट में एक साथ तन्य और संपीडन बल उत्पन्न होते हैं, जिनके बीच तटस्थ अक्ष से संबंधित क्षेत्र होता है। नमनीय धातुओं के लिए, फ्लेक्सुरल स्ट्रेंथ की अवधारणा की सावधानीपूर्वक व्याख्या आवश्यक है। एक नमूना अपने यील्ड पॉइंट तक पहुँच सकता है और बिना टूटे महत्वपूर्ण स्थायी विरूपण से गुजर सकता है। इसलिए, परीक्षण के उद्देश्य के आधार पर, विशिष्ट विक्षेपण पर बल, यील्डिंग की शुरुआत, अधिकतम नाममात्र बल, या नमूने की बिना टूटे मुड़ने की क्षमता का विश्लेषण किया जाता है।

झुकना क्या होता है?

बेंडिंग एक प्रकार का भार है जिसमें बेंडिंग मोमेंट के कारण एक वक्र बनता है। आमतौर पर, अनुप्रस्थ काट का एक सिरा तनाव में होता है और दूसरा सिरा संपीड़न में। इनके बीच एक तटस्थ अक्ष होता है , जहाँ क्लासिकल बीम सिद्धांत की मान्यताओं के अनुसार, बेंडिंग के कारण अनुदैर्ध्य सामान्य तनाव शून्य होता है। बेंडिंग कई चीजों को प्रभावित करता है, जिनमें से कुछ इस प्रकार हैं:

बीम,
शाफ्ट और एक्सल,
धातु की चादर,
प्रोफ़ाइल,
अन्य चीजों के अलावा, स्प्रिंग से बने होते हैं, कार्बन स्प्रिंग स्टील i मिश्र धातु स्प्रिंग स्टील,
इस्पात संरचना के तत्व,
मशीन के पुर्ज़े,
औजार।

बेंडिंग मोमेंट M

बेंडिंग लोड का वर्णन करने वाली मूल मात्रा बेंडिंग मोमेंट M है । यह मोमेंट विचाराधीन क्रॉस-सेक्शन से एक विशिष्ट दूरी पर लगने वाले बल की क्रिया द्वारा उत्पन्न होता है। सरल स्थिति में: M = F × l , जहाँ:

M - बेंडिंग मोमेंट,
F - बल,
l – बल की भुजा।

टॉर्क की इकाई, उदाहरण के लिए, N मीटर या N मिमी हो सकती है ।

झुकने वाला तनाव

रेखीय-लोचदार सीमा में, बीम बेंडिंग का शास्त्रीय सिद्धांत हमें निम्न सूत्र से अनुप्रस्थ काट में सामान्य तनाव निर्धारित करने की अनुमति देता है: σ = M × y / I , जहाँ:

σ झुकने से उत्पन्न सामान्य तनाव,
M - बेंडिंग मोमेंट,
y – विश्लेषण किए जा रहे बिंदु की तटस्थ अक्ष से दूरी,
I – अनुप्रस्थ काट का झुकाव अक्ष के सापेक्ष ज्यामितीय जड़त्व आघूर्ण।

सबसे अधिक निरपेक्ष तनाव मान उन अनुप्रस्थ काट तंतुओं में होता है जो तटस्थ अक्ष से सबसे दूर होते हैं।

अनुभाग सांद्रण मापांक W

सबसे पतले रेशे के लिए, संबंध को अधिक सुविधाजनक रूप में लिखा जा सकता है: σ _max = M / W , जहाँ: W = I / y _max । W अनुप्रस्थ काट की बेंडिंग सामर्थ्य है । यह अनुप्रस्थ काट का एक ज्यामितीय गुण है, न कि पदार्थ का गुण। अतः, यदि एक ही पदार्थ से बने दो तत्वों के अनुप्रस्थ काट के आकार और आयाम भिन्न हों, तो वे बहुत भिन्न बेंडिंग मोमेंट का प्रतिरोध कर सकते हैं।

बेंडिंग स्ट्रेस का उदाहरण

यदि बेंडिंग मोमेंट M = 1,000,000 N·mm² और सेक्शन मॉडुलस W = 10,000 mm³ है , तो अधिकतम नाममात्र बेंडिंग स्ट्रेस σ = M/W = 1,000,000/10,000 = 100 MPa है । उदाहरण से पता चलता है कि बेंडिंग स्ट्रेस लोड और क्रॉस-सेक्शन ज्यामिति दोनों पर निर्भर करता है।

झुकने के दौरान खिंचाव और संपीड़न

शुद्ध बेंडिंग में, अनुप्रस्थ काट का एक भाग तनाव में होता है और दूसरा भाग संपीड़न में। क्लासिकल लीनियर-इलास्टिक बीम मॉडल के लिए, तनाव अनुप्रस्थ काट की ऊंचाई के साथ रैखिक रूप से बदलता रहता है:

एक सतह पर यह अधिकतम खिंचाव तक पहुँच जाता है।
उदासीन अक्ष पर मान शून्य है।
विपरीत सतह पर यह अपनी अधिकतम संपीडन क्षमता तक पहुँच जाता है।

तनाव और संपीड़न का एक साथ घटित होना ही बेंडिंग को साधारण एकअक्षीय तनाव या संपीड़न से अलग करता है ।

झुकने की क्षमता क्या होती है?

फ्लेक्सुरल स्ट्रेंथ वह तनाव है जो किसी नमूने पर भार लगाकर, निर्धारित प्रक्रिया के अनुसार बेंडिंग टेस्ट द्वारा निर्धारित किया जाता है। भंगुर पदार्थों के लिए, यह नमूने के टूटने पर नाममात्र तनाव के बराबर हो सकता है। तन्य पदार्थों के लिए, स्थिति अधिक जटिल है, क्योंकि पदार्थ प्लास्टिक अवस्था में पहुँच सकता है और बिना टूटे महत्वपूर्ण विरूपण से गुजर सकता है। इसलिए, "फ्लेक्सुरल स्ट्रेंथ" शब्द की व्याख्या हमेशा परीक्षण विधि और परिणाम निर्धारित करने के लिए उपयोग किए गए मानदंड के संदर्भ में की जानी चाहिए।

तन्य धातुओं की झुकने की क्षमता समस्याग्रस्त क्यों होती है?

जब तन्य इस्पात को मोड़ा जाता है, तो यह निम्न कार्य कर सकता है:

पहले प्रत्यास्थ रूप से विकृत हो जाओ,
चरम रेशों में प्लास्टिकीकरण की शुरुआत तक पहुँचना,
उत्तरोत्तर अधिक प्लास्टिक विरूपण से गुजरना,
प्लास्टिक का जोड़ बनाएं,
बहुत अधिक झुकाव कोण पर भी नहीं टूटता।

ऐसे मामलों में, पारंपरिक अंतिम सामर्थ्य के अनुरूप कोई स्पष्ट बिंदु हमेशा नहीं होता है। इसलिए, धातुओं के मामले में, "फ्लेक्सुरल सामर्थ्य" मान की तुलना में बेंडिंग टेस्ट , यील्ड पॉइंट या प्लास्टिक मोमेंट विश्लेषण अक्सर अधिक महत्वपूर्ण होते हैं।

बेंडिंग यील्ड स्ट्रेंथ

जैसे-जैसे आघूर्ण बढ़ता है, सबसे अधिक तनाव प्रारंभ में अनुप्रस्थ काट के सबसे बाहरी तंतुओं में उत्पन्न होता है। जब स्थानीय तनाव पदार्थ की उपज सामर्थ्य तक पहुँच जाता है , तो इन क्षेत्रों में स्थायी विरूपण शुरू हो जाता है। आघूर्ण में और वृद्धि के साथ, प्लास्टिसाइज्ड क्षेत्र धीरे-धीरे तटस्थ अक्ष की ओर फैल सकता है। इसका अर्थ यह है कि संपूर्ण तत्व का प्लास्टिसाइजेशन पूरे अनुप्रस्थ काट में एक साथ शुरू नहीं होता है।

प्रत्यास्थ आघूर्ण और प्लास्टिक आघूर्ण

अनुप्रस्थ काट के लिए, अन्य बातों के अलावा, निम्नलिखित को अलग किया जा सकता है:

प्लास्टिकीकरण की शुरुआत के अनुरूप क्षण अत्यधिक रेशे,
प्लास्टिक क्षण यह एक प्रत्यास्थ-आदर्श रूप से प्लास्टिक सामग्री के आदर्श मॉडल में संपूर्ण अनुप्रस्थ काट के प्लास्टिकीकरण से संबंधित है।

प्लास्टिक आघूर्ण पदार्थ की उपज सामर्थ्य और अनुप्रस्थ काट की ज्यामिति पर निर्भर करता है। स्थानीय उपज शुरू होने के बाद आघूर्णों का प्रतिरोध करने की अनुप्रस्थ काट की क्षमता का उपयोग, अन्य बातों के अलावा, संरचनाओं के प्लास्टिक विश्लेषण में किया जाता है।

यंग मापांक और बेंडिंग

यंग मापांक E किसी पदार्थ की रैखिक प्रत्यास्थता सीमा में उसकी कठोरता को दर्शाता है। E जितना अधिक होगा, किसी दिए गए तनाव स्तर पर पदार्थ का प्रत्यास्थ विरूपण उतना ही कम होगा। हालांकि, इसका यह अर्थ नहीं है कि अधिक E वाले पदार्थ की बेंडिंग सामर्थ्य स्वतः ही अधिक होती है। E कठोरता को दर्शाता है, सामर्थ्य को नहीं।

बेंडिंग कठोरता EI

बीम के मामले में, उत्पाद EI विशेष महत्व रखता है , जहाँ:

E - पदार्थ का यंग मापांक,
I अनुप्रस्थ काट का ज्यामितीय जड़त्व आघूर्ण।

EI उत्पाद तत्व की फ्लेक्सुरल कठोरता निर्धारित करता है । इसका अर्थ है कि विक्षेपण सामग्री और अनुप्रस्थ काट की ज्यामिति दोनों पर निर्भर करता है।

अनुप्रस्थ काट की ज्यामिति इतनी महत्वपूर्ण क्यों है?

जड़त्व आघूर्ण I, उदासीन अक्ष के सापेक्ष पदार्थ की स्थिति पर बहुत अधिक निर्भर करता है। उदासीन अक्ष से दूर स्थित पदार्थ अनुप्रस्थ काट की कठोरता और झुकाव प्रतिरोध को बहुत प्रभावी ढंग से बढ़ाता है। इसलिए, संरचनाओं में अन्य बातों के अलावा निम्नलिखित का उपयोग किया जाता है:

आई-बीम,
चैनल अनुभाग,
बंद प्रोफाइल,
रूरी,
बॉक्स प्रोफाइल।

सामग्री की उचित व्यवस्था से तत्व के द्रव्यमान में आनुपातिक वृद्धि किए बिना उच्च बेंडिंग कठोरता प्राप्त की जा सकती है।

आयताकार अनुप्रस्थ काट का जड़त्व आघूर्ण

चौड़ाई b और ऊँचाई h वाले एक आयताकार अनुप्रस्थ काट को, अनुप्रस्थ काट के केंद्र से गुजरने वाली चौड़ाई के समानांतर अक्ष के चारों ओर मोड़ने पर, I = b × h³ / 12 होता है। सामर्थ्य मापांक W = b × h² / 6 होता है । इससे पता चलता है कि अनुप्रस्थ काट की ऊँचाई बढ़ाने से उसके झुकने के प्रतिरोध में बहुत अधिक वृद्धि होती है।

वृत्ताकार अनुप्रस्थ काट का जड़त्व आघूर्ण

व्यास d वाले पूर्ण वृत्ताकार अनुप्रस्थ काट के लिए: I = πd⁴ / 64 , और सामर्थ्य मापांक: W = πd³ / 32। ये संबंध, अन्य बातों के अलावा, बेंडिंग भार के अधीन शाफ्ट और धुरों के विश्लेषण में महत्वपूर्ण हैं।

धातु झुकने का परीक्षण

बेंडिंग टेस्ट का उपयोग यांत्रिक विशेषताओं को निर्धारित करने और बिना दरार पड़े किसी सामग्री की विकृत होने की क्षमता का तकनीकी रूप से आकलन करने दोनों के लिए किया जा सकता है। विधि के आधार पर, नमूने को एक विशिष्ट सपोर्ट और बल प्रणाली के विरुद्ध लोड किया जाता है। परीक्षणों में शामिल हैं:

तीन-बिंदु झुकाव,
चार-बिंदु झुकाव,
किसी विशिष्ट कोण तक मोड़ने के तकनीकी परीक्षण।

तीन-बिंदु झुकना

तीन-बिंदु बेंडिंग परीक्षण में , नमूना दो आधारों पर टिका होता है, और बल उनके बीच, आमतौर पर मध्य में लगाया जाता है। सबसे अधिक बेंडिंग मोमेंट केंद्रीय बल के क्षेत्र में उत्पन्न होता है। यह सेटअप सरल है और विभिन्न सामग्रियों के परीक्षण में व्यापक रूप से उपयोग किया जाता है।

चार-बिंदु झुकाव

चार-बिंदु बेंडिंग परीक्षण में , नमूना दो आधारों पर टिका होता है और भार दो बिंदुओं पर लगाया जाता है। बल लगाने वाले बिंदुओं के बीच एक ऐसा क्षेत्र हो सकता है जहाँ स्थिर बेंडिंग मोमेंट हो और—आदर्श स्थिति में—कोई अपरूपण बल न हो। इससे पारंपरिक तीन-बिंदु बेंडिंग की तुलना में उच्च मोमेंट के अधीन क्षेत्र की लंबाई बढ़ जाती है।

तीन-बिंदु बनाम चार-बिंदु झुकना

विशेषता	तीन-बिंदु झुकना	चार-बिंदु झुकाव
समर्थन बिंदुओं की संख्या	2	2
भार अनुप्रयोग बिंदुओं की संख्या	1	2
अधिकतम टौर्क	बल के अधीन एक दिए गए अनुप्रस्थ काट में	यह बलों के बीच के खंड में हो सकता है
उच्च टॉर्क क्षेत्र	अधिक स्थानीय	बड़ा नमूना क्षेत्र

तकनीकी झुकाव परीक्षण

धातुओं के लिए, मोड़ने की प्रक्रिया अत्यंत महत्वपूर्ण है । इसका उद्देश्य केवल एक ही सामर्थ्य मान निर्धारित करना नहीं है। इसका उपयोग यह सत्यापित करने के लिए किया जा सकता है कि क्या किसी नमूने को बिना किसी अस्वीकार्य दरार के एक विशिष्ट कोण पर या एक विशिष्ट व्यास के मैंड्रेल के चारों ओर मोड़ा जा सकता है। इस प्रकार के परीक्षण का उपयोग निम्नलिखित का आकलन करने के लिए किया जा सकता है:

ब्लाच,
छड़,
धातुकर्म उत्पाद,
वेल्डेड जोड़,
तकनीकी प्रसंस्करण के बाद की सामग्री।

बेंडिंग त्रिज्या और सामग्री विरूपण

मोड़ की त्रिज्या जितनी कम होगी, सामग्री की बाहरी परतों में विरूपण उतना ही अधिक होगा। बहुत कम त्रिज्या के कारण निम्न परिणाम हो सकते हैं:

स्थानीय संकुचन,
दरार का बनना,
सतही क्षति,
मोड़ के बाहरी हिस्से पर सामग्री में दरार पड़ना।

न्यूनतम अनुमेय बेंडिंग त्रिज्या कई बातों पर निर्भर करती है, जिनमें सामग्री का प्रकार, उसकी स्थिति, मोटाई, रोलिंग की दिशा और बेंडिंग तकनीक शामिल हैं।

रोलिंग दिशा और शीट बेंडिंग

लुढ़की हुई चादरों में विषमता पाई जा सकती है । इसलिए, किसी सामग्री की झुकने की क्षमता, लुढ़कने की दिशा के सापेक्ष मोड़ रेखा के अभिविन्यास पर निर्भर हो सकती है। नमूना लेने और मोड़ने की दिशा से संबंधित आवश्यकताओं को संबंधित सामग्री मानक या उत्पाद विनिर्देश से प्राप्त किया जाना चाहिए।

झुकने के बाद वापस अपनी मूल स्थिति में आ जाना

जब बल हटा दिया जाता है, तो प्रत्यास्थ विरूपण का कुछ हिस्सा गायब हो जाता है, जिससे तत्व आंशिक रूप से अपने मूल आकार में वापस आ जाता है। इस घटना को स्प्रिंगबैक कहा जाता है । शीट मेटल और प्रोफाइल के तकनीकी बेंडिंग के दौरान इसका बहुत महत्व है। स्प्रिंगबैक की मात्रा कई कारकों से प्रभावित होती है, जिनमें से कुछ इस प्रकार हैं:

यंग मापांक E,
उपज बिंदु,
द्रव्य का गाढ़ापन,
झुकने की त्रिज्या,
उपकरण ज्यामिति,
पदार्थ के सख्त होने की डिग्री।

तनाव कठोरता का प्रभाव

प्लास्टिक बेंडिंग के दौरान, किसी पदार्थ में स्ट्रेन हार्डनिंग हो सकती है। सबसे अधिक विकृत क्षेत्रों में, डिसलोकेशन घनत्व बढ़ जाता है और स्थानीय यांत्रिक गुण बदल जाते हैं । यह घटना कोल्ड बेंडिंग के दौरान विशेष रूप से महत्वपूर्ण होती है।

झुकना और आरएम

तन्यता सामर्थ्य Rm, बेंडिंग सामर्थ्य के समान नहीं है। Rm एक स्थैतिक तन्यता परीक्षण में प्राप्त अधिकतम इंजीनियरिंग तनाव को परिभाषित करता है । बेंडिंग के दौरान, तनाव प्रवणता उत्पन्न होती है – अनुप्रस्थ काट का केवल एक भाग ही अधिकतम तनाव मान पर होता है। इसलिए, बेंडिंग परीक्षण के परिणामों को सीधे Rm के बराबर नहीं माना जाना चाहिए।

बेंडिंग और री और आरपी0,2

किसी बेंडिंग एलिमेंट में स्थायी विरूपण की शुरुआत का विश्लेषण करते समय यील्ड स्ट्रेंथ Re या Rp0,2 महत्वपूर्ण होती है। एक सरल प्रत्यास्थ मॉडल में, यील्डिंग की शुरुआत तब होती है जब सबसे अधिक भारित फाइबर में तनाव पदार्थ की यील्ड स्ट्रेंथ के स्तर तक पहुँच जाता है। मोमेंट में और वृद्धि से क्रॉस-सेक्शन में प्लास्टिक ज़ोन विकसित होते हैं।

झुकना और कठोरता

कठोरता और तन्यता व्यवहार दो अलग-अलग पदार्थ गुण हैं। ऐसा कोई एक सार्वभौमिक संबंध नहीं है जो उच्च कठोरता भार (HBW) , उच्च तन्यता भार (HV) या उच्च कठोरता प्रतिरोध (HRC) को सीधे तन्यता शक्ति में परिवर्तित कर सके। सूक्ष्म संरचना और भार की स्थितियों के आधार पर, उच्च कठोरता वाले पदार्थ में सीमित प्लास्टिक बेंडिंग क्षमता और फ्रैक्चर की अधिक संभावना हो सकती है।

झुकने और प्रभाव की ताकत

बेंड टेस्ट और चार्पी इम्पैक्ट टेस्ट एक जैसे परीक्षण नहीं हैं। चार्पी टेस्ट में खांचेदार नमूने पर गतिशील प्रभाव डाला जाता है और टूटने के दौरान अवशोषित ऊर्जा को मापा जाता है। बेंड टेस्ट की प्रक्रिया अलग है और इसका उपयोग किसी पदार्थ की यांत्रिक विशेषताओं या बिना टूटे मुड़ने की तकनीकी क्षमता का निर्धारण करने के लिए किया जा सकता है।

झुकना और सामग्री की थकान

यदि समय के साथ बेंडिंग मोमेंट में बार-बार परिवर्तन होता है, तो फ्लेक्सुरल थकान उत्पन्न हो सकती है । यह विशेष रूप से निम्नलिखित स्थितियों में महत्वपूर्ण है:

घूमने वाले शाफ्ट,
अक्ष,
स्प्रिंग्स,
निलंबन तत्व,
चक्रीय भार के अधीन मशीन के पुर्जे।

थकान के कारण उत्पन्न दरारें अक्सर सतह पर शुरू होती हैं, जहां झुकने का तनाव सबसे अधिक होता है।

घूर्णीय झुकाव

थकान भारण का एक उत्कृष्ट उदाहरण घूर्णी बेंडिंग है । यदि किसी शाफ्ट पर एक स्थिर बेंडिंग मोमेंट लगाया जाता है और वह साथ ही साथ घूमता है, तो उसकी सतह पर स्थित एक बिंदु तनाव और संपीड़न के चक्र से गुजरता है। इससे एक चक्रीय तनाव उत्पन्न होता है जो थकान फ्रैक्चर का कारण बन सकता है, भले ही तनाव Rm से काफी कम हो ।

खांचे और मोड़

छिद्र, खांचे, धागे, अनुप्रस्थ काट में तीव्र परिवर्तन और अन्य असंतुलन तनाव संकेंद्रण का कारण बनते हैं । यह झुकाव में विशेष रूप से महत्वपूर्ण है क्योंकि अधिकतम नाममात्र तनाव घटक की सतह पर होता है। ऐसे क्षेत्र में स्थित एक खांचा स्थानीय तनाव को काफी बढ़ा सकता है और दरार की शुरुआत को बढ़ावा दे सकता है।

सतह की स्थिति और थकान झुकाव

चक्रीय बेंडिंग में सतह की गुणवत्ता अत्यंत महत्वपूर्ण है। खरोंच, मशीनिंग के निशान, जंग , गड्ढे और अन्य सतह दोष स्थानीय तनाव संकेंद्रक के रूप में कार्य कर सकते हैं और किसी घटक के थकान जीवन को कम कर सकते हैं । इसलिए, शाफ्ट, स्प्रिंग और बार-बार बेंडिंग के अधीन होने वाले अन्य घटकों में सतह की स्थिति विशेष रूप से महत्वपूर्ण है।

झुकने पर तापमान का प्रभाव

तापमान किसी पदार्थ के झुकने के व्यवहार के लिए जिम्मेदार गुणों को प्रभावित करता है। तापमान में परिवर्तन से अन्य बातों के अलावा निम्नलिखित पर भी प्रभाव पड़ सकता है:

नम्य होने की क्षमता,
यंग मापांक,
लचीलापन,
दरार के प्रति प्रतिरोध.

इसलिए, कमरे के तापमान पर किसी पदार्थ की सुरक्षित रूप से मुड़ने की क्षमता बहुत कम या बहुत अधिक तापमान पर समान नहीं हो सकती है।

ऊष्मा उपचार का प्रभाव

ऊष्मा उपचार किसी पदार्थ के झुकने के व्यवहार को काफी हद तक प्रभावित कर सकता है। सख्त करने से कठोरता और मजबूती बढ़ सकती है, लेकिन साथ ही बड़े प्लास्टिक विरूपण से गुजरने की क्षमता भी सीमित हो जाती है। टेम्परिंग , एनीलिंग या अन्य प्रक्रियाएं मजबूती, कठोरता और तन्यता के बीच संतुलन को बदल सकती हैं। इसका प्रभाव पदार्थ की गुणवत्ता और प्रसंस्करण मापदंडों पर निर्भर करता है।

भंगुर पदार्थों का झुकना

भंगुर पदार्थों के लिए, बेंड परीक्षण विशेष रूप से महत्वपूर्ण है क्योंकि नमूना महत्वपूर्ण प्लास्टिक विरूपण के बिना भी टूट सकता है। ऐसे पदार्थों में, नमूने को तोड़ने वाले भार के आधार पर बेंडिंग सामर्थ्य का निर्धारण किया जा सकता है। इसी कारण से, बेंड परीक्षण उन पदार्थों के लिए भी व्यापक रूप से उपयोग किया जाता है जिनके लिए पारंपरिक तन्यता परीक्षण करना कठिन होता है।

तन्य पदार्थों का झुकना

तन्य पदार्थ टूटने से पहले काफी अधिक झुकाव कोण प्राप्त कर सकते हैं। ऐसे पदार्थों के लिए, परीक्षण का उपयोग मुख्य रूप से निम्नलिखित का आकलन करने के लिए किया जा सकता है:

प्लास्टिक विरूपण से गुजरने की क्षमता,
सामग्री की गुणवत्ता,
दोषों की उपस्थिति,
वेल्ड किए गए जोड़ की गुणवत्ता,
आगे की तकनीकी प्रक्रियाओं के लिए उपयुक्तता।

वेल्डेड जोड़ों का बेंडिंग परीक्षण

वेल्डिंग जोड़ों के गुणों का मूल्यांकन करने के लिए बेंडिंग का भी उपयोग किया जाता है। वेल्ड युक्त नमूने को इस प्रकार मोड़ा जा सकता है कि जोड़ के एक विशिष्ट भाग पर तनाव उत्पन्न हो। यह परीक्षण कुछ खामियों को उजागर करता है और अस्वीकार्य दरारों के बिना जोड़ की विरूपण क्षमता का आकलन करता है। नमूना तैयार करने की सटीक विधि, बेंडिंग की दिशा और मूल्यांकन मानदंड संबंधित मानक या विनिर्देश से प्राप्त किए जाते हैं।

धातु मोड़ने के परीक्षणों के लिए मानक

धातु सामग्री के तकनीकी बेंड परीक्षण के लिए मूलभूत मानकों में से एक ISO 7438 – धात्विक सामग्री – बेंड परीक्षण है । वेल्डेड जोड़ों के लिए, वेल्ड और जोड़ सामग्री के बेंड परीक्षण के लिए अलग-अलग मानक उपयोग किए जाते हैं। संबंधित मानक अन्य बातों के अलावा निम्नलिखित निर्दिष्ट करता है:

नमूना ज्यामिति,
जिस तरह से इसे समर्थन दिया जाता है,
मैंड्रेल का व्यास या झुकने की स्थितियाँ,
झुकाव कोण,
अध्ययन करने की विधि,
नमूना मूल्यांकन के सिद्धांत।

तकनीकी बेंडिंग परीक्षणों और बेंडिंग के दौरान यांत्रिक गुणों को मात्रात्मक रूप से निर्धारित करने के लिए उपयोग किए जाने वाले परीक्षणों के बीच अंतर किया जाना चाहिए ।

धातु को मोड़ने के दौरान उसके व्यवहार को कौन से कारक निर्धारित करते हैं?

पदार्थ और तत्व का व्यवहार, अन्य बातों के अलावा, निम्नलिखित से प्रभावित होता है:

नम्य होने की क्षमता,
सामग्री की मजबूती,
यंग मापांक,
लचीलापन,
सूक्ष्म संरचना,
उष्मा उपचार,
सतही स्थिति,
तापमान,
घूमने की दिशा,
झुकने की त्रिज्या,
अनुप्रस्थ काट की ज्यामिति,
खांचे और अन्य तनाव संकेंद्रक,
भार लगाने का प्रकार और विधि।

तत्व की भौतिक मजबूती और झुकने की क्षमता

किसी पदार्थ की मजबूती और पूरे तत्व की भार वहन क्षमता एक समान नहीं होती। पदार्थ के गुणधर्म और अनुप्रस्थ काट की ज्यामिति, दोनों ही तत्व की भार वहन क्षमता को प्रभावित करते हैं। इसलिए, एक ही स्टील से बने दो तत्वों की ऊंचाई, चौड़ाई या अनुप्रस्थ काट की आकृति में अंतर होने पर उनकी बेंडिंग प्रतिरोध क्षमता पूरी तरह से भिन्न हो सकती है। इसी प्रकार, समान ज्यामिति वाले दो तत्वों की भार वहन क्षमता भिन्न हो सकती है यदि वे अलग-अलग यील्ड स्ट्रेंथ वाले पदार्थों से बने हों।

क्या उच्च फ्लेक्सुरल स्ट्रेंथ का मतलब हमेशा बेहतर सामग्री होता है?

नहीं। विशिष्ट अनुप्रयोग के लिए सही सामग्री का चयन किया जाना चाहिए। झुकने के भार प्रतिरोध के अलावा, निम्नलिखित बातें भी महत्वपूर्ण हो सकती हैं:

कठोरता,
तन्यता,
थकान शक्ति,
दरार के प्रति प्रतिरोध,
प्रभाव की शक्ति,
कठोरता,
वेल्ड करने की क्षमता,
संक्षारण प्रतिरोध,
तत्व का द्रव्यमान।

एक ऐसी सामग्री जिसकी उपज क्षमता बहुत अधिक हो, एक अनुप्रयोग में फायदेमंद हो सकती है लेकिन दूसरे अनुप्रयोग में अनुपयुक्त हो सकती है जहां उच्च विरूपण क्षमता या उच्च फ्रैक्चर कठोरता की आवश्यकता होती है।

झुकने की क्षमता – सबसे महत्वपूर्ण जानकारी

झुकने की प्रक्रिया के दौरान, अनुप्रस्थ काट का एक भाग खिंचता है और दूसरा भाग संकुचित होता है।
इन दोनों के बीच एक तटस्थ अक्ष है।
रेखीय प्रत्यास्थता सीमा में, तनाव को निम्न सूत्र से निर्धारित किया जा सकता है। σ = मेरा/मैं.
अत्यंत मोटे रेशे के लिए निम्नलिखित संबंध लागू होता है। σ_{मैक्स} = एम/डब्ल्यू.
W यह अनुप्रस्थ काट की मजबूती का एक ज्यामितीय सूचक है, न कि किसी पदार्थ का गुणधर्म।
EI यह तत्व की बेंडिंग कठोरता को निर्धारित करता है।
यंग मापांक कठोरता का वर्णन करता है, न कि झुकने की क्षमता का।
तन्य धातुओं में, एक बार जब तन्यता शुरू हो जाती है, तो नमूना भार सहन करना जारी रख सकता है और काफी हद तक विकृत हो सकता है।
तकनीकी झुकाव परीक्षण का उपयोग अक्सर किसी सामग्री की अस्वीकार्य दरार के बिना विकृत होने की क्षमता का आकलन करने के लिए किया जाता है।
तीन-बिंदु और चार-बिंदु परीक्षणों से अलग-अलग बेंडिंग मोमेंट वितरण प्राप्त होते हैं।
अनुप्रस्थ काट की ज्यामिति, तत्व की भार वहन क्षमता और कठोरता पर महत्वपूर्ण प्रभाव डालती है।
कम झुकाव त्रिज्या सामग्री की बाहरी परतों के विरूपण को बढ़ाती है।
चक्रीय झुकाव के कारण थकान से विफलता हो सकती है।
खांचे और सतही दोष विशेष रूप से महत्वपूर्ण हैं क्योंकि अधिकतम झुकाव तनाव सतह पर ही उत्पन्न होते हैं।
बेंडिंग स्ट्रेंथ, Rm, Rp0,2 और कठोरता परस्पर विनिमय योग्य पैरामीटर नहीं हैं।