عنوان مالکیت فکری: طراحي و ساخت دستگاه آزمون خستگي خمشي با قابليت كنترل جابجايي ثابت

خلاصه اختراع

دستگاهي براي قطعات تخت با جنس و ابعاد مختلف طراحي و ساخته شده است. امكان آزمون براي كليه مواد تخت با طول‌هاي مختلف اين مزيت را در پي دارد كه مواد با سفتيهاي مختلف قابل آزمايش خواهند بود. همچنين در موادي مانند پليمرها، كامپوزيت‌ها و نانو كامپوزيت‌هاي پليمري كه دچار كاهش تدريجي مدول الاستيسيته مي‌شوند، اين اختراع با رفتار آنها سازگار مي‌باشد. همچنين در اين اختراع نمونه‌هاي مناسب با ابعاد ويژه براي استفاده در اين دستگاه نيز طراحي و ساخته شده و بعنوان يك نوآوري براي قطعات نانو كامپوزيتي مطرح بيان مي‌گردد در اين اختراع، دستگاهي طراحي و ساخته شده است كه با اعمال بار سيكلي خستگي خمشي بر روي نمونه‌هاي تخت با طول‌ها و شكل‌هاي هندسي متفاوت، تعداد سيكل‌هاي منجر به شكست را بدست خواهد آورد.استفاده از روش جابجايي ثابت همچنين اين امكان را مي دهد كه كاهش مدول الاستيسيته را مورد مطالعه قرار دارد. همچنين براي بهبود زمان آزمون، امكان آزمايش دو نمونه قطعه كاملا متفاوت در يك زمان بر روي دستگاه وجود دارد.

حوزه کاربرد (زمینه فنی)

این دستگاه در حوزه‌ی مهندسی مکانیک، مهندسی مواد و مهندس پلیمر می‌باشد. دستگاه‌های معمول تست خستگی خمشی ساخته شده و موجود در دنیا از نوع چرخشی(Rotary) هستند.

مشکل فنی موجود و هدف از این اختراع:

در حال حاضر استفاده از روش و دستگاه تست خستگی سرو هیدرولیک تحت بارگذاری با ترکیب‌های مختلف کشش و فشار بسیار گران‌قیمت و دسترسی به این دستگاه با تکنولوژی بالا برای محققین و صنعتگران در بسیاری از موارد غیرممکن و غیر اقتصادی می‌باشد و با توجه به کاربرد مورد نظر بسیاری از صنعتگران این دستگاه خیلی اولویت نداشته و ساخت دستگاهی ساده تر مطابق با آنچه در این اختراع مطرح می‌گردد، دقت مورد انتظار آنان را برآورده می‌سازد.

ارایه راه حل برای مشکل فنی موجود همراه با شرح دقیق و کافی و یکپارچه اختراع

در این اختراع، این امکان میسر شده تا آزمون برای کلیه مواد تخت با طول‌های مختلف انجام پذیر باشد و مواد با سفتی‌های مختلف قابل آزمایش گردد. مانند کامپوزیت‌ها و نانو کامپوزیت‌های پلیمری. همچنین در این اختراع نمونه‌های مناسب با ابعاد ویژه برای استفاده در این دستگاه نیز طراحی و ساخته شده و بعنوان یک نوآوری برای بررسی عمر خستگی قطعات نانو کامپوزیتی مطرح می‌باشد.
این دستگاه‌ها از نوع کنترل نیرو هستند و قابلیت استفاده در موارد زیر را ندارند:
1-درمواردی که امکان ساخت نمونه به صورت استوانه ای وجود نداشته باشد. (مانند کامپوزیت‌ها)
2-در مواردی که در اثر خستگی دچار کاهش تدریجی مدول الاستیسیته می‌شوند.
در صورت ساخت نمونه به صورت استوانه‌ای نمی‌توان بار را به صورت کنترل شده و متناوب وارد کرده زیرا مدول الاستیسیته‌ی نقاط به صورت محلی تغییر می‌کند. از این رو باید نمونه‌های دستگاه به صورت تخت باشند. از طرفی دستگاه‌های خستگی نوع دورانی قابلیت فقط کنترل نیرو را به صورت متناوب دارند و نمی توانند خیز مورد نظر خود را به صورت متناوب به قطعه وارد نموده و از این رو در اثر گذشت زمان در قطعاتی مانند کامپوزیت‌ها، خیز دستگاه به دلیل کاهش تدریجی مدول الاستیسیته بیشتر می‌شود و بنابراین در آزمایش اینگونه قطعات نمی‌توان با استفاده از دستگاه خستگی نوع دروانی خیز مورد نظر خود را به صورت ثابت اعمال کرد.