Испытание на изгиб

Метод измерения поведения материалов, подвергающихся нагрузке как простая балка на двух опорах. Его также называют испытанием материалов с установкой поперечной балки. Образец поддерживается на двух ножевых опорах как простая балка, нагрузка прилагается к его центру. Максимальная нагрузка на волокно и максимальная деформация рассчитываются при различных ступенях нагрузки. Результаты графически отображаются на диаграмме «напряжение-деформация»; максимальная нагрузка на волокно при разрушении – это прочность на изгиб. Предел текучести при изгибе определяют для материалов, которые не трескаются. Стандартные процедуры испытаний даны в ASTM D-790 (пластмассы) и ASTM C-674 (фарфорофаянсовые изделия), ASTM D-797 (эластомеры), ASTM A-438 (чугун) и ASTM D-86 (стекло).

Зачем проводить испытание на изгиб?

Испытание на изгиб вызывает растягивающее напряжение в выпуклой стороне образца и сжимающее напряжение в вогнутой стороне. Таким образом, касательное напряжение образуется вдоль средней линии. Поскольку основное разрушение должно вызвать растягивающее или сжимающее напряжение, касательное напряжение сводится к минимуму. Это осуществляется путем регулирования отношения высоты к пролету; длина внешнего пролета деленная на высоту образца. Для большинства материалов приемлимо соотношение S/d=16. Для некоторых материалов требуется соотношение S/d=32 или 64 для поддержания низкого касательного напряжения.

Типы испытаний на изгиб

Испытания на изгиб часто проводятся на относительно гибких материалах, например, на полимерах, древесине и композитах. Существует два типа испытаний; испытание на 3-х точечный и 4-х точечный изгиб. При 3-х точечном изгибе площадь однородного напряжения достаточно мала, оно концентрируется под центральной точкой нагружения. При испытании на 4-х точечный изгиб однородное напряжение формируется между точками нагружения внутреннего пролета (обычно половина длины внешнего пролета).

Типичные материалы

Полимеры

Испытание на 3-х точечный изгиб – самое широко распространенное среди полимеров. Прогиб образца обычно измеряется по положению траверсы. Результаты испытания включают прочность на изгиб и предел упругости при изгибе 

Древесина и композиты

Испытание на 4-х точечный изгиб распространено среди древесины и композитов. При 4-х точечном изгибе измеритель прогиба должен точно измерять прогиб образца в центре опорного пролета. Результаты испытания включают прочность на изгиб и предел упругости при изгибе.  

Хрупкие материалы

Испытание на 3-х точечный изгиб, проводимое на хрупком материале, например, керамике или бетоне часто называют модулем разрыва. Данное испытание предоставляет только данные о прочности на изгиб, не дает информацию о жесткости (модуле упругости). Хрупкие материалы также можно подвергать испытанию на 4-х точечный изгиб. Для хрупких материалов важно выравнивание опорной и нагрузочной плиты. Приспособление для испытания данных материалов обычно оснащено самовыравнивающимися плитами.