Indentation plastometry
ইন্ডেন্টেশন প্লাস্টোমেট্রি হল প্লাস্টিক ব্যবস্থায় স্ট্রেস-স্ট্রেন সম্পর্কের আকারে (ধাতুগুলির) (বাল্ক) যান্ত্রিক বৈশিষ্ট্যগুলি প্রাপ্ত করার জন্য একটি ইন্ডেন্টেশন-ভিত্তিক পদ্ধতি ব্যবহার করার ধারণা (কঠোরতা পরীক্ষার বিপরীতে, যা এমন সংখ্যা দেয় যা প্লাস্টিক বিকৃতি প্রতিরোধের শুধুমাত্র আধা-পরিমাণগত সূচক)। যেহেতু প্রচলিত প্রসার্য পরীক্ষার তুলনায় ইন্ডেন্টেশন একটি অনেক সহজ এবং আরও সুবিধাজনক পদ্ধতি, স্থানিক বৈচিত্র্যের ম্যাপিংয়ের জন্য অনেক বেশি সম্ভাবনা সহ, এটি একটি আকর্ষণীয় ধারণা (তবে শর্ত থাকে যে ফলাফলটি কমপক্ষে স্ট্যান্ডার্ড ইউনিএক্সিয়াল পরীক্ষার মতো প্রায় নির্ভরযোগ্য)। মৌলিক প্রয়োজনীয়তাগুলি ম্যাক্রোস্কোপিক (আকার-স্বাধীন) বৈশিষ্ট্যগুলি ক্যাপচার করা এমন একটি পরিমাণ উপাদানকে বিকৃত করার প্রয়োজনীয়তা নিয়ে আসে যা বাল্কের প্রতিনিধিত্ব করার জন্য যথেষ্ট বড়। এটি মাইক্রোস্ট্রাকচারের উপর নির্ভর করে, তবে সাধারণত এর অর্থ হল যে এতে অবশ্যই "অনেক" শস্য থাকতে হবে এবং সাধারণত রৈখিক মাত্রায় শত শত মাইক্রনের ক্রমের হয়। ইন্ডেন্টেশন আকারের প্রভাব, যেখানে বিকৃত আয়তন কম হওয়ার সাথে সাথে পরিমাপ করা কঠোরতা বৃদ্ধি পায়, অন্তত আংশিকভাবে একটি প্রতিনিধিত্বমূলক আয়তনকে জিজ্ঞাসাবাদ করতে ব্যর্থ হওয়ার কারণে হয়। ইন্ডেন্টার, যা সাধারণত গোলাকার, তাই কয়েকশো মাইক্রনের আনুমানিক পরিসরে এক বা দুই মিমি পর্যন্ত ব্যাসার্ধ থাকা প্রয়োজন। আরও একটি প্রয়োজনীয়তা নমুনায় উত্পন্ন প্লাস্টিকের স্ট্রেনগুলির সাথে সম্পর্কিত। ইন্ডেন্টেশন প্রতিক্রিয়া অবশ্যই আগ্রহের স্ট্রেনের সীমার উপর উপাদানটির প্লাস্টিকের বৈশিষ্ট্যগুলির প্রতি সংবেদনশীল হতে হবে, যা সাধারণত কমপক্ষে কয়েক শতাংশ এবং সাধারণত কয়েক দশ শতাংশ পর্যন্ত প্রসারিত হয়। নমুনায় তৈরি স্ট্রেনগুলি অবশ্যই এই ক্রমের মান পর্যন্ত হতে হবে। এর জন্য সাধারণত "অনুপ্রবেশ অনুপাত" (ইন্ডেন্টার ব্যাসার্ধের উপর অনুপ্রবেশের গভীরতা) কমপক্ষে প্রায় 10 শতাংশ হওয়া উচিত। পরিশেষে, ধাতুর কঠোরতার উপর নির্ভর করে, এর জন্য প্রয়োজন যে সুবিধাটির তুলনামূলকভাবে উচ্চ লোড ক্ষমতা থাকা উচিত-সাধারণত বেশ কয়েকটি কেএন ক্রমের। পরীক্ষামূলক ফলাফল সহজতম ইন্ডেন্টেশন পদ্ধতিগুলি, যা বহু দশক ধরে ব্যবহৃত হয়ে আসছে, একটি পূর্বনির্ধারিত লোড (প্রায়শই একটি মৃত ওজন থেকে) প্রয়োগের সাথে জড়িত, তারপরে অবশিষ্ট ইন্ডেন্টের পার্শ্বীয় আকার (বা সম্ভবত এর গভীরতা) পরিমাপ করা হয়। যাইহোক, অনেক ইন্ডেন্টেশন পদ্ধতি এখন "ইন্সট্রুমেন্টেড" সেট-আপের উপর ভিত্তি করে, যেখানে লোড ক্রমান্বয়ে বৃদ্ধি করা হয় এবং লোড এবং অনুপ্রবেশ (স্থানচ্যুতি) উভয়ই ইন্ডেন্টেশনের সময় ক্রমাগত পর্যবেক্ষণ করা হয়। একটি মূল পরীক্ষামূলক ফলাফল হল লোড-স্থানচ্যুতি বক্ররেখা। এই ধরনের বক্ররেখা তৈরি করতে বিভিন্ন ধরনের সরঞ্জাম ব্যবহার করা যেতে পারে। এগুলির মধ্যে তথাকথিত "ন্যানোইনডেন্টেশন" চালানোর জন্য ডিজাইন করা হয়েছে-যার জন্য লোড (এমএন পরিসীমা পর্যন্ত) এবং স্থানচ্যুতি (সাধারণত সাব-মাইক্রন) উভয়ই খুব ছোট। তবে, উপরে উল্লিখিত হিসাবে, যদি বিকৃত আয়তন কম হয়, তবে "বাল্ক" বৈশিষ্ট্য অর্জন করা সম্ভব নয়। উপরন্তু, এমনকি তুলনামূলকভাবে বড় লোড এবং স্থানচ্যুতির ক্ষেত্রেও, লোডিং সিস্টেমের সাথে সম্পর্কিত স্থানচ্যুতি থেকে নমুনার প্রতিক্রিয়া আলাদা করার জন্য এক ধরনের "সম্মতি সংশোধন" প্রয়োজন হতে পারে। পরীক্ষামূলক ফলাফলের অন্য প্রধান রূপ হল অবশিষ্ট ইন্ডেন্টের আকৃতি। উপরে উল্লিখিত হিসাবে, প্রাথমিক ধরনের কঠোরতা পরীক্ষক সাধারণত সাধারণ অপটিক্যাল মাইক্রোস্কোপির মাধ্যমে ইন্ডেন্টের "প্রস্থ" পরিমাপের (তুলনামূলকভাবে অপরিশোধিত) আকারে এর উপর দৃষ্টি নিবদ্ধ করেন। যাইহোক, অবশিষ্ট ইন্ডেন্টের সম্পূর্ণ আকৃতি পেতে একটি প্রোফাইলোমিটার (অপটিক্যাল বা স্টাইলাস) ব্যবহার করে আরও সমৃদ্ধ তথ্য বের করা যেতে পারে। একটি গোলাকার ইন্ডেন্টারের সাহায্যে (এবং একটি নমুনা যা ইন্ডেন্টেড পৃষ্ঠের সমতলে আইসোট্রপিক), ইন্ডেন্টটি রেডিয়াল প্রতিসাম্য প্রদর্শন করবে এবং এর আকৃতিটি একটি একক প্রোফাইলের আকারে ধরা যেতে পারে (রেডিয়াল অবস্থানের বিরুদ্ধে গভীরতার)। এই আকৃতির বিশদ বিবরণ (প্রদত্ত প্রয়োগকৃত লোডের জন্য) নমুনার স্ট্রেস-স্ট্রেন সম্পর্কের প্রতি উচ্চ সংবেদনশীলতা প্রদর্শন করে। এছাড়াও, লোড-স্থানচ্যুতি বক্ররেখার তুলনায় এটি অর্জন করা সহজ, আংশিকভাবে কারণ লোড করার সময় কোনও পরিমাপ করার প্রয়োজন হয় না। পরিশেষে, এই ধরনের প্রোফাইলমেট্রি নমুনা অ্যানিসোট্রপি সনাক্তকরণ এবং বৈশিষ্ট্যকরণের সম্ভাবনা রাখে (যেখানে লোড-স্থানচ্যুতি বক্ররেখা এই ধরনের কোনও তথ্য বহন করে না)। সমাধান পদ্ধতি পরীক্ষামূলক ইন্ডেন্টেশন ফলাফল (লোড-স্থানচ্যুতি বক্ররেখা বা অবশিষ্ট ইন্ডেন্ট প্রোফাইল) থেকে স্ট্রেস-স্ট্রেন সম্পর্ক অর্জনের জন্য দুটি প্রধান পদ্ধতি বিকশিত হয়েছে। দুটির মধ্যে সহজতর হল লোড-স্থানচ্যুতি বক্ররেখার সরাসরি "রূপান্তর"। এটি সাধারণত নমুনার লোড করা অংশে (প্রয়োগ করা লোড থেকে) চাপের "সমতুল্য", "কার্যকর" বা "প্রতিনিধি" মানগুলির একটি সিরিজ এবং বিকৃত অঞ্চলে (স্থানচ্যুতি থেকে) স্ট্রেনের মানগুলির একটি সংশ্লিষ্ট সেট অর্জন করে করা হয়। এই ধরনের রূপান্তরগুলি সম্পাদনের সাথে জড়িত অনুমানগুলি অনিবার্যভাবে খুব অপরিশোধিত, কারণ (এমনকি একটি গোলাকার ইন্ডেন্টারের জন্যও) নমুনার মধ্যে স্ট্রেস এবং স্ট্রেন উভয়ের ক্ষেত্রগুলি অত্যন্ত জটিল এবং পুরো প্রক্রিয়া জুড়ে বিকশিত হয়-চিত্রটি কিছু সাধারণ প্লাস্টিকের স্ট্রেন ক্ষেত্র দেখায়। বিভিন্ন পরীক্ষামূলক সংশোধনের কারণগুলি সাধারণত নিযুক্ত করা হয়, নিউরাল নেটওয়ার্ক "প্রশিক্ষণ" পদ্ধতিগুলি কখনও কখনও লোড-স্থানচ্যুতি ডেটা এবং সংশ্লিষ্ট স্ট্রেস-স্ট্রেন বক্ররেখার সেটগুলিতে প্রয়োগ করা হয়, তাদের মূল্যায়নে সহায়তা করার জন্য। লোডিং পর্যায়ক্রমে বিঘ্নিত হওয়া এবং আংশিক আনলোডিং পদ্ধতি থেকে প্রাপ্ত তথ্য রূপান্তরের জন্য ব্যবহার করাও সাধারণ। যাইহোক, আশ্চর্যজনকভাবে, এই ধরনের সর্বজনীন রূপান্তরগুলি (অজানা স্ট্রেস-স্ট্রেন বক্ররেখার নমুনার ক্ষেত্রে প্রয়োগ করা হয়) নির্ভরযোগ্য নয় এবং এটি এখন ব্যাপকভাবে গৃহীত হয়েছে যে পদ্ধতিটি কোনও আত্মবিশ্বাসের সাথে ব্যবহার করা যাবে না। অন্য প্রধান পদ্ধতিটি হল আরও জটিল, যদিও নির্ভরযোগ্য ফলাফল পাওয়ার অনেক বেশি সম্ভাবনা রয়েছে। এতে ইন্ডেন্টেশন পদ্ধতির পুনরাবৃত্তিমূলক সংখ্যাসূচক (সীমাবদ্ধ উপাদান পদ্ধতি-এফইএম) মডেলিং জড়িত। এটি প্রথমে একটি ট্রায়াল স্ট্রেস-স্ট্রেন সম্পর্কের মাধ্যমে করা হয় (একটি বিশ্লেষণাত্মক অভিব্যক্তি আকারে-প্রায়শই একটি গঠনমূলক সমীকরণ বলা হয়), তারপরে সর্বোত্তম ফিট সংস্করণে (সমীকরণে প্যারামিটার মানগুলির সেট) অভিসরণ, পরীক্ষামূলক এবং মডেল ফলাফলের মধ্যে সর্বোত্তম চুক্তি প্রদান করে (লোড-স্থানচ্যুতি প্লট বা অবশিষ্ট ইন্ডেন্ট প্রোফাইল)। এই পদ্ধতিটি ইন্ডেন্টেশনের সময় ক্রমবর্ধমান চাপ এবং স্ট্রেন ক্ষেত্রগুলির জটিলতা সম্পূর্ণরূপে ধারণ করে। যদিও এটি তুলনামূলকভাবে নিবিড় মডেলিং গণনার উপর ভিত্তি করে, প্রোটোকলগুলি তৈরি করা হয়েছে যেখানে কনভারজেন্স স্বয়ংক্রিয় এবং দ্রুত। প্রোফাইলমেট্রি-ভিত্তিক ইন্ডেন্টেশন প্লাস্টোমেট্রি (পিআইপি) এটা স্পষ্ট হয়ে উঠেছে যে লোড-ডিসপ্লেসমেংট বক্ররেখার পরিবর্তে অবশিষ্ট ইন্ডেন্ট প্রোফাইলকে লক্ষ্য ফলাফল হিসাবে ব্যবহার করে গুরুত্বপূর্ণ সুবিধাগুলি দেওয়া হয়। এর মধ্যে রয়েছে সহজ পরিমাপ, স্ট্রেস-স্ট্রেন সম্পর্কের ক্ষেত্রে পরীক্ষামূলক ফলাফলের বৃহত্তর সংবেদনশীলতা এবং নমুনা অ্যানিসোট্রপির সনাক্তকরণ ও বৈশিষ্ট্যের সম্ভাবনা-উপরে দেখুন। চিত্রটি উপাদানটির স্ট্রেস-স্ট্রেন বক্ররেখার প্রতি প্রোফাইলের সংবেদনশীলতার একটি ইঙ্গিত দেয়। পিআইপি শব্দটি এইভাবে নিম্নলিখিত বৈশিষ্ট্যগুলিকে অন্তর্ভুক্ত করেঃ 1) একটি উপাদানের বেশিরভাগ অংশের বৈশিষ্ট্যযুক্ত স্ট্রেস-স্ট্রেন বক্ররেখা অর্জন (তুলনামূলকভাবে বড় গোলাকার ইন্ডেন্টার এবং তুলনামূলকভাবে গভীর অনুপ্রবেশ ব্যবহার করে), 2) অবশিষ্ট ইন্ডেন্ট প্রোফাইলের পরীক্ষামূলক পরিমাপ এবং 3) স্ট্রেস-স্ট্রেন বক্ররেখা (একটি গঠনমূলক সমীকরণে ধরা) পাওয়ার জন্য ইন্ডেন্টেশন পরীক্ষার পুনরাবৃত্তিমূলক এফইএম সিমুলেশন যা মডেল এবং পরিমাপ করা প্রোফাইলগুলির মধ্যে সর্বোত্তম ফিট দেয়। ট্র্যাক্টেবল এবং ব্যবহারকারী-বান্ধব প্রয়োগের জন্য, একটি সমন্বিত সুবিধা প্রয়োজন, যেখানে সর্বোত্তম স্ট্রেস-স্ট্রেন বক্ররেখার উপর ইন্ডেন্টেশন, প্রোফাইলমেট্রি এবং কনভারজেন্সের পদ্ধতিগুলি স্বয়ংক্রিয় নিয়ন্ত্রণের অধীনে থাকে।