Mis on torsioonikatse?

Väändekatse mõõdab mis tahes materjali tugevust maksimaalsete väändejõudude suhtes. See on äärmiselt levinud katse, mida kasutatakse materjalimehaanikas, et mõõta, kui suurt keerdumist teatud materjal enne pragunemist või purunemist talub. Seda rakendatud rõhku nimetatakse pöördemomendiks. Töötlevas tööstuses tavaliselt kasutatavad materjalid, nagu metallist kinnitusdetailid ja talad, läbivad sageli väändetesti, et määrata nende tugevust surve all.

Väändetesti saab läbi viia kolme laiema kategooria all: tõrketest, tõenduskatse ja töökatse. Rikete testimine hõlmab materjali väänamist, kuni see puruneb. Tõestustestimisel jälgitakse, kas materjal talub teatud aja jooksul teatud pöördemomendi koormust. Töökatsed testivad konkreetseid tooteid, et kinnitada nende elastsuse piir enne turule minekut.

Iga väändekatse tulemuste registreerimine on ülioluline. Salvestamine toimub pinge-deformatsiooni diagrammi loomisega, mille pöördenurga väärtused on X-teljel ja pöördemomendi väärtused Y-teljel. Väändekatseseadme abil keeratakse veerandkraadise sammuga pöördemomendiga, mida see suudab taluda. Deformatsioon vastab pöördenurgale ja pinge vastab mõõdetud pöördemomendile.

Mis tahes materjali elastsuse piir on punkt, kus see ei saa enam oma esialgset kuju ega suurust taastada. Väändekatsega määratud elastsuspiir on võrdne joone kaldega katse algusest kuni proportsionaalse piirini. Seda suhet mõõtis esmakordselt Sir Robert Hooke aastal 1678. Hooke’i seadus ütleb, et pinge on pingega otseselt proportsionaalne kuni proportsionaalsuse piirini, mil katsetatav objekt hakkab näitama stressi märke.

Pärast katsetamist liigitatakse metallmaterjalid plastilisteks või rabedateks. Plastilistel metallidel, nagu teras või alumiinium, on kõrged elastsuse piirid ja need taluvad enne purunemist suurt pinget. Hapratel materjalidel, nagu malm ja betoon, on madalad elastsuse piirid ja need ei vaja enne purunemist palju pinget.

Ilma väändekatseta ei kontrollitaks materjale enne tööstuslikuks kasutamiseks lubamist korralikult. On ülimalt tähtis, et mõõdetaks täpselt materjali võimet taluda teatud määral keerdumist. Vastasel juhul võivad sellistest materjalidest sõltuvad konstruktsioonid ja masinad laguneda, põhjustades ebastabiilsust, töövoo katkemist või isegi olulisi kahjustusi ja vigastusi.