Phương pháp kiểm tra độ bền kéo đứt vải, giấy, nhựa

Khái niệm chung về độ bền kéo đứt

Trong lĩnh vực vật liệu và kỹ thuật cơ khí, độ bền kéo đứt là một khái niệm quan trọng đo lường sức mạnh và khả năng chịu lực của một vật liệu khi bị kéo căng đến mức độ không thể duy trì tính nguyên vẹn. Đơn vị đo lường thường là Niutơn (N), biểu thị lực lớn nhất mà mẫu thử có thể chịu được trước khi xảy ra hiện tượng đứt.

Đơn vị đo Niutơn là gì? Đơn vị đo lường lực trong hệ đo lường quốc tế là Niutơn, được ký hiệu là “N”. Niutơn là đơn vị lực trong hệ thống đơn vị quốc tế (SI) và được sử dụng để đo lường lực hoặc trọng lực. Một Niutơn tương đương với lực cần thiết để tạo ra một gia tốc 1 m/s² cho một vật có khối lượng là 1 kilogram.

Ngoài ra, để hiểu rõ hơn về cách một vật liệu phản ứng trước tác động của lực căng, chúng ta sử dụng các khái niệm như độ giãn đứt tuyệt đối và độ giãn đứt tương đối. Độ giãn đứt tuyệt đối được đo lường bằng phần chiều dài mẫu thử tăng thêm khi nó đạt đến mức độ đứt, và thường được biểu thị bằng đơn vị milimet.

Độ giãn đứt tương đối là một chỉ số quan trọng, đo lường tỷ lệ giữa độ giãn đứt tuyệt đối và độ dài làm việc ban đầu của mẫu thử. Nó thường được biểu diễn dưới dạng phần trăm, cung cấp thông tin về khả năng mở rộng của vật liệu so với kích thước ban đầu của nó. Điều này có ý nghĩa quan trọng trong việc đánh giá tính linh hoạt và khả năng chịu lực của vật liệu trong điều kiện thử nghiệm.

Việc hiểu rõ về độ bền kéo đứt và độ giãn đứt không chỉ quan trọng trong quá trình nghiên cứu vật liệu mà còn ứng dụng rộng rãi trong lĩnh vực thiết kế kỹ thuật, sản xuất và đánh giá độ an toàn của các sản phẩm. Thông tin này giúp các chuyên gia và kỹ sư xác định liệu vật liệu có đủ sức mạnh để đáp ứng các yêu cầu và điều kiện làm việc cụ thể hay không.

Bản chất phương pháp

Phương pháp thử nghiệm độ bền kéo đứt thường liên quan đến việc sử dụng máy kéo đứt, trong đó mẫu thử được chắc chắn giữa hai miệng kẹp của máy với lực căng ban đầu được xác định trước. Quá trình này đòi hỏi sự chính xác và kiểm soát chặt chẽ để thu được dữ liệu chính xác và đáng tin cậy về độ bền kéo đứt của vật liệu.

Đầu tiên, mẫu thử được kẹp chặt vào hai miệng kẹp của máy kéo đứt, đảm bảo rằng nó được định vị một cách chính xác và an toàn. Lực căng ban đầu được áp dụng theo quy định, và đây thường là điểm xuất phát của quá trình kiểm tra. Sau đó, để tạo điều kiện để mẫu thử trải qua quá trình kéo đứt, khoảng cách giữa hai miệng kẹp của máy kéo đứt được tăng lên. Điều này tạo ra một lực căng dần dần tăng lên trên mẫu thử, tác động từ hai phía, đưa vật liệu vào trạng thái chịu căng và dần dần đưa đến đối mặt với hiện tượng đứt.

Quan trọng là kiểm soát lực căng và quy trình kéo đứt để đảm bảo rằng dữ liệu thu được là chính xác và có thể được so sánh và phân tích một cách hiệu quả. Bằng cách này, phương pháp thử nghiệm độ bền kéo đứt không chỉ cung cấp thông tin về sức mạnh của vật liệu mà còn giúp hiểu rõ về cách nó đối mặt và phản ứng trước lực căng đặt lên.

Phương tiện kiểm tra độ bền kéo đứt của vải

• Máy kiểm tra độ bền kéo đứt
• Dưỡng cắt mẫu với kích thước 50x200mm
• Kéo cắt mẫu
• Thước thẳng khắc vạch đến 1mm.

Các bước tiến hành kiểm tra độ bền kéo đứt

Lấy và chuẩn bị mẫu

• Chuẩn bị 5 bảng mẫu theo chiều dọc và 5 bảng mẫu theo chiều ngang
• Kích thước mẫu thử 50x220mm.

Tiến hành đo lực kéo đứt mẫu test

• Khoảng cách ban đầu giữa hai miệng kẹp của máy kéo đứt (độ dài làm việc của mẫu thử) bằng 100 ± 1mm.
• Sử dụng thang đo lực trên máy kéo đứt sao cho giá trị đo được nằm trong phạm vị từ 25 đến 75% giá trị lớn nhất của thang đo.
• Khối lượng tạo lực căng ban đầu theo quy định trong bảng bên dưới

Chú ý:

• Thời gian kéo đứt mẫu thử phải nằm trong phạm vi (60 ± 15)s
• Đối với vải dệt kim có độ giãn đứt tương đối đến 70% thường sử dụng tốc độ kẹp của máy kéo đứt là 60mm/ph, từ 71 đến 120% sử dụng 100mm/ph và lớn hơn 121% sử dụng 200mm/ph.
• Đối với vải dệt kim không biết trước phạm vi độ giãn đứt tương đối, phải dùng băng mẫu thử dự trữ để thử và điều chỉnh tốc độ chuyển động của kẹp cho đến khi đạt được thời gian kéo đứt quy định.

Tiến hành thử kiểm tra độ bền kéo đứt

• Hãm cố định kẹp trên của máy, đưa kim chỉ lực và kim chỉ độ giãn về điểm O. Đưa một đầu băng mẫu thử vào miệng kẹp trên sao cho mẫu phẳng đều, nằm thẳng chính giữa kẹp rồi vặn kẹp lại. Cho đầu còn lại của băng vào miệng kẹp dưới rồi tạo lực căng ban đầu theo quy định. Nới lỏng kẹp trên ra một ít để lực căng tác dụng đều trên toàn bộ chiều rộng băng mẫu rồi vặn chặt lại. Sau khi vặn chặt kẹp dưới, mở chốt hãm kẹp trên và cho máy làm việc.
• Loại bỏ kết quả thử của mẫu thử bị trược hoặc bị đứt ngay miệng kẹp. Mẫu thử loại bỏ được thay thế bằng mẫu thử mới được chuẩn bị từ chính mẫu ban đầu tương ứng của mẫu thử bị loại. Cho phép dùng miếng đệm lót miệng kẹp để mẫu thử khỏi trượt hoặc đứt ở miệng kẹp.
• Trong quá trình kiểm tra độ bền kéo đứt mẫu phải chú ý theo dõi và ghi kết quả khi kim chỉ lực dừng lần thứ nhất trên thang đo lực.

Tính toán kết quả

Trong quá trình tính toán kết quả độ bền kéo đứt của mẫu thí nghiệm, ta thực hiện bước đầu tiên bằng cách tính trung bình cộng của các lực kéo đứt của các mẫu thử. Để đảm bảo độ chính xác cao, chúng ta quyết định lấy số liệu với độ chính xác đến 0,1N. Khi đã có kết quả, ta tiến hành làm tròn số đến 1N để giữ cho kết quả cuối cùng dễ hiểu và sử dụng.

Quy trình tính toán độ bền kéo đứt như sau:

• Tính trung bình cộng của lực kéo đứt từ các mẫu thử.
• Lấy số liệu chính xác đến 0,1N để đảm bảo tính chính xác.
• Làm tròn kết quả cuối cùng đến 1N để giảm thiểu sai số.

Tương tự, khi tính toán độ giãn đứt tuyệt đối của mẫu thí nghiệm, ta thực hiện quy trình tương tự như trên. Tuy nhiên, ở đây ta tính trung bình cộng của các kết quả độ giãn tại thời điểm các mẫu thử đứt. Số liệu được lấy với độ chính xác đến 0,1mm, và kết quả cuối cùng sau khi tính toán được làm tròn đến 1mm để đơn giản hóa quá trình sử dụng kết quả.

Đối với độ giãn đứt tương đối của mẫu thí nghiệm, quy trình tính toán tương tự như trên với sự khác biệt là ta tính trung bình cộng của các kết quả độ giãn đứt tương đối từ các mẫu thử. Số liệu lấy với độ chính xác đến 0,01%, và kết quả cuối cùng được làm tròn đến 0,1% để đảm bảo tính chính xác và tiện lợi trong việc áp dụng kết quả này vào các ứng dụng thực tế.

Chúng tôi hy vọng rằng những thông tin được cung cấp trong bài viết sẽ giúp bạn hiểu rõ hơn về các phương pháp kiểm tra độ bền kéo đứt áp dụng cho vải, giấy, và nhựa.