دستگاه تنسایل (Tensile Test Machine) یا دستگاه تست کشش یکی از مهم‌ترین تجهیزات آزمایشگاهی در صنایع فلز، پلاستیک، نساجی، چوب، لاستیک و حتی مواد کامپوزیتی است. این دستگاه برای اندازه‌گیری مقاومت کششی، درصد افزایش طول، نقطه تسلیم، مدول الاستیسیته و سایر خواص مکانیکی مواد به کار می‌رود.

به زبان ساده، تست کشش یعنی کشیدن یک نمونه ماده تا زمانی که بشکند تا بتوانیم رفتار آن در برابر نیروهای کششی را بررسی کنیم.

هدف از تست کشش

هدف اصلی تست کشش، شناخت رفتار مکانیکی مواد تحت نیروی کشش است.
این اطلاعات برای طراحی سازه‌ها، انتخاب مواد مناسب و کنترل کیفیت تولید بسیار حیاتی است.

از مهم‌ترین اهداف می‌توان به موارد زیر اشاره کرد:

1. تعیین مقاومت نهایی کشش (Ultimate Tensile Strength)
2. اندازه‌گیری حد تسلیم (Yield Point)
3. تعیین درصد تغییر طول یا ازدیاد طول (Elongation)
4. محاسبه مدول یانگ (Young’s Modulus) یا مدول الاستیسیته
5. بررسی نوع شکست (شکننده یا نرم)

اجزای اصلی دستگاه تست کشش

یک دستگاه تنسایل معمولاً از اجزای زیر تشکیل شده است:

1. فریم اصلی (Main Frame)

ساختاری فلزی و محکم که بارها و نیروها را تحمل می‌کند و پایه نگهدارنده سایر بخش‌هاست. این فریم ممکن است ستونی (ستون‌دار) یا تک‌ستون (Compact) باشد.

2. سیستم بارگذاری (Load Frame)

نیروی کشش توسط یک موتور الکتریکی یا سیستم هیدرولیکی ایجاد می‌شود. این نیرو از طریق فک‌ها (Grips) به نمونه منتقل می‌گردد.

3. سلول بار (Load Cell)

حسگری دقیق که میزان نیروی اعمال‌شده را اندازه‌گیری می‌کند. این بخش برای دقت دستگاه حیاتی است.

4. اکستنزومتر (Extensometer)

وسیله‌ای برای اندازه‌گیری تغییر طول نمونه هنگام کشش. برخی دستگاه‌ها اکستنزومتر دیجیتال و برخی نوری دارند.

5. فک‌ها یا گریپ‌ها (Grips)

بخش‌هایی که نمونه را محکم نگه می‌دارند تا در هنگام آزمایش سر نخورد یا از جای خود خارج نشود. نوع فک بسته به نوع ماده (فلز، پلاستیک، لاستیک و ...) متفاوت است.

6. نرم‌افزار کنترل و ثبت داده

دستگاه‌های مدرن دارای نرم‌افزارهایی برای کنترل سرعت کشش، رسم منحنی تنش-کرنش و استخراج پارامترهای مکانیکی هستند.

نحوه عملکرد دستگاه تنسایل

فرآیند تست کشش معمولاً به صورت زیر انجام می‌شود:

1. آماده‌سازی نمونه با ابعاد استاندارد (طبق ASTM، ISO یا DIN)
2. نصب نمونه در فک‌های دستگاه
3. اعمال نیروی کششی با سرعت یکنواخت
4. اندازه‌گیری همزمان نیروی واردشده و میزان تغییر طول
5. ثبت منحنی تنش-کرنش (Stress-Strain Curve)
6. تعیین مقادیر زیر از منحنی:
   • نقطه تسلیم (Yield Point)
   • استحکام نهایی (Ultimate Strength)
   • درصد ازدیاد طول (Elongation %)
   • مدول یانگ (E)

انواع دستگاه تست کشش

1. دستگاه تست کشش مکانیکی

دارای اهرم و وزنه برای اعمال نیرو است. امروزه بیشتر برای آموزش یا تست‌های ساده استفاده می‌شود.

2. دستگاه تست کشش هیدرولیکی

در این مدل، نیروی کشش توسط سیستم هیدرولیکی تولید می‌شود و برای تست‌های سنگین‌تر مانند فولاد و فلزات کاربرد دارد.

3. دستگاه تست کشش الکترومکانیکی

دارای موتور سروو و کنترل دقیق نیرو و جابجایی است. دقت بالایی دارد و در آزمایشگاه‌های پیشرفته مورد استفاده قرار می‌گیرد.

کاربردهای دستگاه تست کشش

• صنایع فولاد و فلزات
• صنایع پلیمر و پلاستیک
• صنایع خودرو و هوافضا
• نساجی و الیاف مصنوعی
• صنایع چوب و مبلمان
• کنترل کیفیت مواد اولیه

استانداردهای رایج تست کشش

برای اطمینان از دقت نتایج، تست کشش معمولاً طبق استانداردهای جهانی انجام می‌شود:

• ASTM E8/E8M برای فلزات
• ASTM D638 برای پلاستیک‌ها
• ASTM D412 برای لاستیک و الاستومرها
• ISO 527 برای مواد پلیمری
• ISO 6892 برای فلزات

مزایای استفاده از دستگاه تنسایل

• دقت بالا در اندازه‌گیری خواص مکانیکی
• قابلیت تحلیل داده‌ها و رسم نمودار تنش-کرنش
• امکان تست انواع مواد از نرم تا سخت
• کنترل کیفیت تولید و مواد اولیه
• کمک به طراحی مهندسی و تحقیق و توسعه (R&D)

نکات مهم در نگهداری و کالیبراسیون

• بررسی دوره‌ای Load Cell و اکستنزومتر
• کالیبراسیون طبق استانداردهای ISO 7500
• تمیز نگه داشتن فک‌ها و جلوگیری از لغزش نمونه
• کنترل دمای محیط آزمایش (معمولاً 23±2 درجه سانتی‌گراد)

جمع‌بندی

دستگاه تست کشش یا تنسایل یکی از اساسی‌ترین ابزارهای آزمایشگاهی برای سنجش مقاومت مواد در برابر نیروهای کششی است. با استفاده از داده‌های به‌دست‌آمده از این تست، می‌توان خواص مکانیکی مواد را به دقت بررسی و در طراحی محصولات صنعتی از آن بهره برد.