تست خمش سه نقطه ای یکی از متداول‌ترین آزمون‌ها برای اندازه گیری استحکام قطعات متالورژی پودر با قابلیت شکل پذیری کم (به ویژه برای ارزیابی استحکام خام) می‌باشد. تست خمش سه نقطه ای نسبت به آزمون خستگی بسیار راحت تر و سریع تر می‌باشد که به وسیله آن می‌توان رفتار ترک و نوع شکست را مشخص نمود. همچنین تست خمشی برای اندازه گیری استحکام مواد تردی که در حین آزمون کشش دچار شکست در محل گیره های دستگاه می شوند، مناسب می‌باشد. بنابراین آزمون خمشی روشی ایده آل، برای مواد تردی محسوب می‌شود که منحنی تنش – کرنش آن‌ها قبل از شکست بصورت الاستیکی باشد. تست خمش سه نقطه ای علاوه بر اینکه می‌تواند برای مواد فلزی مورد استفاده قرار گیرد، آز آن می‌توان برای تعیین خواص خمشی نمونه‌های کامپوزیتی، پلیمری و فیلم‌های نازک و تعیین میزان چقرمگی، استحکام فشاری و اندازه گیری کمی رشد ترک در آن‌ها نیز بهره جست.
برای انجام آزمون خمش سه نقطه ای، احتیاج به نمونه‌های مستطیل شکل است. در این آزمون، مطابق شکل زیر، نمونه پس از قرار گرفتن بروی فیکسچر خمش، تحت تنش قرار می‌گیرد. بطوریکه سطح بالایی آن تحت تنش فشاری و سطح پایینی آن تحت تنش کششی قرار می‌گیرد. نمودار مورد نیاز برای اندازه گیری استحکام شکست خمشی، نمودار نیرو بر حسب جابجایی فک بالایی (انحراف) است. هنگام اعمال نیرو بر قسمت مرکزی نمونه توسط فک بالایی، نحوه توزیع تنش در صفحه xy در مقطع عرضی نمونه مطابق شکل (ب) خواهد بود. در این حالت تنش در محور N-N صفر خواهد بود. مقدار تنش در راستای محور y نماینده نیروی کششی و مخالف محور y نماینده نیروی فشاری است. در محدوده الاستیک، مواد ترد، منحنی نیرو- انحراف نسبتاً خطی از خود نشان می‌دهند. با اعمال نیرو و گذر از حالت الاستیک در قسمت مرکزی ماده، ترک‌ها در این منطقه جوانه زنی کرده و اشاعه می‌یابند تا منجر به شکست قطعه گردند. منحنی نیرو- انحراف برای مواد داکتیل از حالت خطی منحرف شده و کمی تغییر شکل از خود نشان می‌دهد.
شکل الف) نحوه اعمال نیرو و ب) شماتیک توزیع تنش در نمونه مستطیل شکل (استاندارد) که تحت آزمون خمش سه نقطه ای قرار گرفته است.
برای اندازه گیری استحکام شکست خمشی در مواد ترد، نیروی شکست توسط معادله زیر تعیین می‌شود:
σf=Mc/I=3M/(2tc^2 )
I= (2t* c ^3 )/3
که؛ M = ممان خمشی، c = نصف عرض نمونه، w = عرض نمونه، t = ضخامت نمونه و I = ممان اینرسی سطح مقطع عرضی می‌باشند.
هنگام بارگذاری در آزمون خمش سه نقطهای، وقتی که نیروی P به قسمت مرکزی نمونه مستطیل شکل به طول L (بین دو گیره) اعمال می‌شود، حداکثر ممان خمشی در این قسمت برابر خواهد بود با:
M= PL /4
با جایگذاری روابط بالا در معادله اول، خواهیم داشت:
TRS = σ f= (3LP_f)/(8tc^2 )=(3LP_f)/(2tw^2 )
در معادله 2‑4؛ TRS = نیروی شکست خمش (MPa)، L = فاصله بین دو فک (m)، w = عرض نمونه (m)، t = ضخامت نمونه (m) و P = نیروی شکست (N) می باشدن. در نهایت پس از اندازه گیری و ثبت نیروی شکست، استحکام شکست خمشی از رابطه بالا بدست خواهد آمد.
نقد و بررسی‌ها
هنوز بررسی‌ای ثبت نشده است.