به كمك اين دستگاه اندازه گيري كميت هاي مكانيكي از جمله مدول الاستيسيته، حداكثر تنش (استحكام) كششي و فشاري براي آزمون كشش-فشار تك محوره، مدول برشي، استحكام برشي، ميزان چقرمگي امكان پذير مي باشد. دستگاه اختراع شده حاضر قادر به اندازه گيري رفتار تنش – كرنش در ابعاد ميكرو مكانيكي براي مواد تك فازي و چند فازي ذره اي و نيز مشخص سازي شروع و رشد ترك در آنها مي باشد. يكي از قابليت هاي منحصر به فرد اين دستگاه كه نمونه خارجي از آن موجود نيست، اندازه گيري خواص مكانيكي مواد در سطح مشترك دو فاز مي باشد. ويژگي ديگري كه اين دستگاه را از نمونه هاي موجود متمايز مي سازد، امكان اندازه گيري كميت هاي مكانيكي براي نمونه هاي كوچك مانند موادي كه در ساخت سامانه هاي الكترومكانيكي ميكروني (MEMS) استفاده مي شود، است. اين دستگاه همچنين قادر است در دو مود كنترل موقعيت و كنترل نيرو قرار بگيرد و به اين ترتيب مي توان از آن در آزمون هاي ديناميكي نظير خزش، و رفتار رهايش تنش خصوصا در پليمرها استفاده كرد. همچنين از اين دستگاه مي توان در شرايط دمايي مختلف و اندازه گيري رفتار مواد در اين دماها استفاده كرد. اين دستگاه مجهز به يك ميكروسكوپ جهت تصوير برداري از حالت ماده در حين اعمال نيروي كششي يا فشاري است. اين تصاوير توسط يك كامپيوتر PC ثبت و تحليل شده و داده هاي كرنشي از آن استخراج مي گردد. همچنين داده هاي نيرويي از طريق يك سنسور نيرو سنج و يك برد جمع آوري داده ها اندازه گيري شده و براي كامپيوتر ارسال و يا به صورت موازي بر روي يك كارت SD ذخيره مي شود. داده هاي مربوط به نيرو به تنش تبديل شده و در مقابل كرنش اندازه گيري شده از طريق پردازش تصوير، كميت هاي مكانيكي ذكر شده را در اختيار مي گذارد.

تحليل فرآيند ماشينكاري يكي از پيچيده ترين و مشكل ترين مسائل روز دنيا به شمار مي رود. اين پيچيدگي عمدتا ريشه در مدلسازي رفتار ماده حين فرآيند ماشينكاري است. ثابت شده است كه رفتار ماده حين تغيير شكل تابعي از ميزان كرنش، نرخ كرنش و دما است و لذا پارامترهايي نظير استحكام، تنش تسليم و تنش سيلان ماده وابسته به نوع فرآيند شكل دهي مي باشد. در سالهاي اخير كوشش هاي فراواني براي ارائه مدل تحليلي از اين واقعيت توسط محققين و دانشمندان انجام شده است. يكي از موفق ترين اين مدلها به مدل جانسون كوك معروف است كه در آن تنش سيلان ماده تابعي از كرنش، نرخ كرنش و دما ارائه شده است. در تمام مدلهاي متريالي از جمله مدل جانسون كوك ثوابتي وجود دارد كه بسته به جنس ماده و نوع فرآيند شكل دهي متغير است. ابن واقعيت گوشزد مي كند كه براي مدل كردن يك فرآيند لازم است ثوابت مدل را با استفاده از آزموني به دست آورد كه از حيث نوع و شرايط، با فرآيند مدلسازي يكسان باشد. بنابراين بايد گفت براي مدلسازي فرآيند ماشينكاري نمي توان از داده هاي به دست آمده از مثلا تست كشش-فشار استفاده كرد. تست استاندارد براي به دست آوردن ثوابت مدل جانسون كوك، آزمون ميله هاپكينسون است كه در آن نمونه در معرض بارهاي ديناميكي با كرنش و نرخ كرنش بالا قرار مي گيرد. ليكن به كرات مشاهده و گزارش شده است كه كرنش ها و نيز نرخ كرنش هاي بوجود آمده در تست هاپكينسون نسبت به فرآيند ماشينكاري چند ده برابر كوچكتر است و لذا استفاده از اين تست براي محاسبه پارامترهاي متريالي و استفاده از آنها براي مدل كردن فرآيند ماشينكاري نتايج دقيقي به دست نمي دهد. تنها راه مناسب براي رسيدن به دقت قابل قبول توسعه يك آزمون بر پايه فرآيند ماشينكاري است. اما مشكل بزرگ در اين مسير، لزوم اندازه گيري كرنش، نرخ كرنش، دما و نيرو به صورت همزمان در حين فرآيند ماشينكاري است. اين اندازه گيري بايد زماني كه ماده در حال عبور از ناحيه تغيير شكل پلاستيك (plastic deformation zone) است انجام پذيرد. كوچك بودن اين ناحيه و سرعت بالاي عبور ماده از اين ناحيه تا كنون روشهاي مرسوم اندازه گيري را در اين مسير ناكام گذارده است. به عنوان مثال روش مرسوم در اندازه گيري كرنش و نرخ كرنش چسباندن كرنش سنج و داده برداري از آنهاست. در حالي كه هيچ كرنش سنجي روي ناحيه تغيير شكل نمي توان چسباند. در اين اختراع از روشي بر پايه تحليل هاي پردازش تصوير براي اندازه گيري ميدان سرعت، كرنش و نرخ كرنش استفاده شده است. از طرفي ديگر براي محاسبه تنش سيلان در حين ماشينكاري در ناحيه تغيير شكل پلاستيك از اندازه گيري نيرو توسط دستگاه دينامومتر و مدل ماشينكاري متعامد در اين روش به شرحي كه ارائه خواهد شد، استفاده شده است. در دست داشتن تنش سيلان، كرنش، نرخ كرنش و دما كه همگي در حين ماشينكاري و از روي ناحيه تغيير شكل پلاستيك در جبهه جلويي ابزار اندازه گيري شده اند، معادله اي را به دست مي دهد كه در آن مجهول ها ثوابت مدل متريالي مي باشند. تعداد اين ثوابت به مدل بستگي دارد. به عنوان مثال مدل جانسون كوك داراي 5 ثابت مي باشد. با ترتيب دادن پنج آزمون با شرايط مختلف (مانند سرعت برشي، پيشروي، عمق بار و غيره) مي توان پنج معادله ترتيب داد كه حل آن منجر به محاسبه پنج ثابت مدل متريالي مي شود.

جهت اندازه گيري و تست خواص مكانيكي قطعات از دستگاه هايي استفاده مي شود كه قادر است به نمونه مطابق استاندارد نيرو اعمال كرده و تغيير شكلها يا كرنش را با استفاده از سنسورهاي مخصوص اندازه گيري كند. كرنش اندازه گيري شده در كنار تنشهاي اندازه گيري شده توسط سنسور نيروسنج مي تواند خواص شناخته شده مواد را به دست دهند. به دست آوردن خواص مواد مي تواند مستقيم از طريق اندازه گيري دستگاهي به دست آيد يا به طور غيرمستقيم با جايگذاري در معادله سازگاري ماده و حل معادلات به دست آيد. در هر صورت لزوم انجام آزمون جهت به دست آوردن خواص مكانيكي بركسي پوشيده نيست. دستگاههاي تست خواص مكانيكي مواد عمدتا دو نوع عمودي و افقي است. نوع عمودي آن عمدتا كاربردهاي صنعتي تر داشته و به لحاظ ابعاد و ظرفيت بارگذاري بزرگتر مي باشند. اين در حالي است كه نوع افقي آن عمدتا براي نمونه هاي كوچكتر و ظريف تر بكار مي روند. بسته به نوع دستگاه گيره هاي بكار رفته در دستگاه متفاوت است. گيره ها وظيفه نگه داشتن نمونه به هنگام اعمال نيرو را برعهده دارند. از اين رو اعمال نيروي گيره بندي مناسب،‌ جلوگيري از لغزش نمونه در فك دستگاه و صلبيت مناسب آن از ويژگي هاي اين گيره ها به شمار مي رود. گيره هاي دستگاه را عمدتا به فك دستگاه مي شناسند و به اين نام شناخته مي شوند. فك دستگاه هاي عمودي عمدتا از نوع گوه اي است. كار با گيره هاي گوه اي براي كاربر دستگاه بسيار ساده و سريع است وليكن از اين گيره ها براي استفاده در دستگاه هاي نوع افقي نمي توان بهره جست چراكه شيب اعمال شده در قسمت گوه اي در اثر وزن ميل به باز كردن گيره دارد كه بسيار مضر مي باشد. لذا در دستگاههاي نوع افقي از گيره هاي پيچي استفاده مي كنند. در اين نوع فك كار كردن با دستگاه و بستن نمونه علاوه بر آنكه زمانبر است دقت مناسبي نيز وجود ندارد چراكه نيروي گيره بندي كه توسط كاربر اعمال مي شود مي تواند در اين نوع گيره ها موجب اعمال پيش بار در نمونه شده و اندازه گيري را دچار خطا نمايد. چنين پديده اي براي نمونه هاي با سفتي بالا شايد خطاي اندكي ايجاد كند ولي تجربه مخترع كه سابقه ساخت چند دستگاه تست كشش نوع افقي را دارد، نشان داده است كه براي نمونه هاي ظريف و با سفتي كم مانند نمونه هاي پليمري استفاده از گيره هاي پيچي خطاي قابل ملاحظه اي ايجاد مي كند. در اين اختراع مكانيزمي سريع العمل كه در آن ساز و كار خود همراستاسازي پياده شده، ارائه شده است. اين مكانيزم ضمن افزايش سرعت عمل به لحاظ اينكه پيش بار به نمونه اعمال نمي كند دقت بهتري نسبت به نمونه هاي موجود دارد و نيز در مقابل تلرانس نمونه به سبب وجود مكانيزم خود همراستا ساز درون فك، مقاوم است.