Тестирање на напрегање на свиткување и брчки кај материјали, особено картон и брановиден картон

Напрегањето на свиткување се однесува на критичното компресивно напрегање при кое структурен елемент (како што се столб, плоча, школка или панел) одеднаш ја губи својата стабилност и се деформира (се свиткува) странично, наместо да продолжи да се компресира аксијално. Овој начин на дефект често се јавува на нивоа на напрегање далеку под попуштањето или компресивната цврстина на материјалот, особено кај тенки или тенкоѕидни конструкции.

Кај тенки листови или панели (најчесто користени во материјалите за пакување), ова вклучува отклонување надвор од рамнината под свиткување, компресија, свиткување или комбинирани оптоварувања.

Тестот за наборување ја проценува способноста на материјалот (особено картонот или брановидниот картон) да формира контролирана, издржлива линија на превиткување без пукање или прекумерно оштетување. Наборувањето создава намерна линија на слабост за превиткување во пакувањето (на пр., кутии, картонски кутии). Главните тестови се:

• Мерење на цврстината на брчките или силата на закрепнување (на пр., силата со која се одржува брчка од 90 степени или свиткување од 15 степени).
• „BS 6965-1 Својства на превиткување на картонски листови - Метод за одредување на враќањето на превиткувањето при превиткување од 90 степени“.

Брчките создаваат локализирани слабости, геометриски дефекти или намалена цврстина кај компресираните панели или кутии што можат да предизвикаат или да придонесат за свиткување.

Кај брановидната картонска амбалажа, се формираат брчки на рабовите и капаците на кутиите (на пр., обични брановидни контејнери). Овие брчки дејствуваат како почетни дефекти или линии на шарки, намалувајќи го критичното оптоварување на свиткувањето на страничните панели под притисок од горе надолу.

Студиите спроведени на брановидни картонски панели покажаа следново:

• Панелите се извиткуваат во постеластичниот опсег поради ортотропните својства (различна цврстина во механичките и попречните насоки).
• Брчките создаваат неизвесности во капацитетот на носење товар со намалување на локалната крутост на свиткување и промовирање на порано извиткување или деформација по извиткувањето.
• Особено на конкавната страна за време на свиткување или компресија, локалното извиткување на облогите (површините) обично се јавува пред глобалното кршење.

Експерименталните тестови за компресија на панелот откриваат криви на оптоварување-поместување кои покажуваат експлицитно однесување на извиткување: првично линеарен одговор, проследен со нелинеарно однесување по извиткувањето сè до дефект на материјалот.

Аналогните (традиционални базирани на чипови) и дигиталните методи на преклопување влијаат на резултатите:

• Дигиталното преклопување може да ја промени цврстината на кршење на работ, цврстината на смолкнување, цврстината на свиткување и целокупната цврстина на компресија на кутијата.
• Дополнителните или лошо конструираните набори го поттикнуваат извиткувањето, значително намалувајќи ја компресивната цврстина.

Во детална студија спроведена на брановидни панели:

• Аналитичките модели го проценуваат критичното оптоварување на свиткување на приближно 958 N, додека експериментите покажуваат приближно 814 N (поради дефекти како што се преклопување и нелинеарно однесување на хартијата).
• Однесувањето по извиткувањето е прилагодено на кривите, а дефектот обично е резултат на тоа што напрегањето на внатрешната обвивка ги достигнува своите граници.

Квалитетот на превиткување е исто така поврзан со одвојувањето на слоевите за време на превиткувањето, овозможувајќи однесување слично на извиткување во областа на превиткување.

Вообичаени тестови што ги поврзуваат наборите и брчките на пакувањето вклучуваат:

• Тест на дробење на раб: Мери ја компресиската цврстина нормална на жлебовите; е под влијание на брчките.
• Тест за компресија на кутија: Ја проценува целосната свиткување на кутијата под оптоварување; наборите го намалуваат капацитетот.
• Тестови на флексија на панели: Овие тестови компресираат едноставно потпрени, жлебовити панели за да ги испитаат ефектите од истегнувања и брчки.
• Тестови за обновување на брчките/цврстина: Мерат квалитет на превиткување и индиректно влијаат на отпорноста на извиткување.

Интеракциите помеѓу извиткување и брчки се исто така важни кај автомобилските премази. На пример, тестирање на стрес на извиткување/брчки според некои стандарди како што се стандардните варијанти „EN 4214 Aviation series - Aluminum alloy AL-P7010-T651“ за адхезија при деформација.

Општо земено, разбирањето на напрегањето при извиткување помага да се предвидат перформансите на пакувањето, додека тестирањето на брчки обезбедува сигурно превиткување. Слабото брчкиње го забрзува дефектот при извиткување при редење/ракување во реалниот свет и ја намалува цврстината на кутијата со тоа што го поттикнува отклонувањето на панелот или локалната нерамнотежа на облогата.

Тестирањето на стрес од извиткување е исклучително важно бидејќи извиткувањето е многу опасен и подмолен вид на повреда.

• Тоа се случува одеднаш.
• Ова се случува при напрегање многу пониско од нормалната цврстина на материјалот (цврстина на истегнување / цврстина на кршење).
• Откако ќе започне извиткувањето, конструкцијата многу брзо ја губи речиси целата своја носивост.
• Дури и многу мало дополнително оптоварување по свиткувањето може да доведе до голема, непредвидлива деформација.

Најважните причини за вршење тестови за извртување се следниве:

• Безбедноста спречува катастрофални ненадејни уривања. Доколку се игнорира, последиците во реалниот свет се уривање на згради, мостови, кули, кранови и полици. Типични области каде што е критично се градежништвото и градежното инженерство.
• Дефектот се случува многу порано од очекуваното. Доколку се игнорира, последиците во реалниот свет се дека столбот се крши на 20-40% од својата цврстина на материјалот. Типични области каде што е критично се столбовите, потпорите, тенките ѕидови и панелите.
• Нормалната анализа на напрегање не може да детектира извиткување. Доколку се игнорира, последиците од реалниот свет - линеарна статичка анализа што покажува многу мало отстапување - сепак ќе се појават. Типични области каде што е критично се практично секој тенок елемент за компресија.
• Има многу малку предупредувачки знаци пред дефектот. Доколку се игнорираат, последиците во реалниот свет се дека нема голема трајна деформација пред колапсот. Типични области каде што е критично се воздухопловството, автомобилската шасија и полиците за складирање.
• Исклучително е важно за тенки, долги и високи структури. Доколку се игнорира, последиците во реалниот свет се дека колку е подолга, потенка и повисока структурата, толку поопасна станува. Типични области каде што е критично вклучуваат кули, јарболи, долги стрели, тенки школки и плочи.
• Тоа е клучно во пакувањето (особено во кутиите). Доколку се игнорира, последиците во реалниот свет се дека кутиите се уриваат за време на редењето и производите се оштетуваат. Типични области каде што е критично се брановидни картонски кутии, редење палети и пакување подготвено за полици.
• Заштедува значителна сума пари. Неговото игнорирање би имало последици во реалниот свет, спречувајќи и прекумерен и недоволен дизајн. Типични области каде што е критично се сите сектори (авијација, автомобилска индустрија, пакување, градежништво).

Со години, нашата организација, со својот компетентен и искусен тим, ги разбира потребите на своите клиенти, обезбедувајќи им напредни услуги за тестирање што им се потребни и помагајќи во воспоставувањето, имплементацијата и подобрувањето на системите за управување. Во оваа рамка, ние исто така нудиме услуги за тестирање на напрегање на свиткување и свиткување на бизнисите.