آزمایش کشش دو محوره
روش

آزمایش تنش یک محوری معمولا برای اندازه‌گیری خواص مکانیکی مواد استفاده می‌شود درحالی که بسیاری از مواد رفتار‌های مختلفی را هنگام اعمال تنش‌های بارگذاری متفاوت نشان می‌دهند. از این رو، آزمایش کشش دو محوره به یکی از اندازه گیری‌های آینده‌نگر تبدیل می‌شود. آزمایش پانچ کوچک (STP) و آزمایش برجسته‌سازی دو روشی هستند که حالت کششی دو محوره را اعمال می‌کنند.
آزمایش پانج کوچک (SPT)
آژمایش پانچ کوچک (SPT) برای اولین بار در دهه 1980 به عنوان یک تکنیک حداقل تهاجمی در محل بررسی تخریب محلی و شکنندگی مواد هسته‌ای توسعه یافت. SPT نوعی روش آزمون مینیاتوری سات که تنها به نمونه‌های با حجم کوچک نیاز دارد. استفاده از حجم‌های کوچک به طور جدی بر یک قطعه در حال سرویس تاثیر نمی‌گذارد و به آن آسیب نمی‌زند، که این ویژگی باعث می‌شود SPT روش مناسبی برای تعیین خواص مکانیکی مواد غیر تشعشعی و تشعشعی یا تجزیه و تحلیل نواحی کوچک از اجزای ساختار باشند.
در فرآیند آزمایش، نمونه‌ای دیسک‌شکل بین دو قالب محکم بسته می‌شود. سپس پانچ با نرخ جابجایی ثابت از میان نمونه فشار داده می‌شود. در این آزمایش معمولا از پانچ تخت با نوک مقعر که یک گوب را فشار می‌دهد، استفاده می‌شود. پس از آزمون، برخی از پارامتر‌های مشخصه مانند منحنی‌های نیرو-جابجایی برای تخمین استحکام تسلیم و استحکام کششی نهایی مورد استفاده قرار می‌گیرند. با تحلیل منحنی‌های به دست آمده از داده‌های کشش/شکست SPT در دماهای مختلف، دمای انتقال از حالت نرم به شکننده (DBTT) قابل محاسباه است. نکته مهم ایت است که پیشنهاد می‌شود نمونه مورد استفاده در SPT کاملا صاف باشد تا خطای تنشی ناشی از وضعیا  تماس نامشخص کاهش یابد.
آزمون برآمدگی هیدرولیکی (HBT)
آزمون برآمدگی هیدرولیکی (HBT) روشی برای آزمون کشش دو محوری است. این روش برای تعیین خواص مکانیکی مانند مدول یانگ، استحکام تسلیم، استحکام کششی  نهایی و خواص سخت شوندگی کرنش مواد ورفی مانند فیلم‌های نازک استفاده می‌شود. HBT می‌تواند خواص پلاستیکی ورق را در کرنش‌های بزرگ بهتر توصیف کند، زیرا کرنش در فرآیندهای شکل‌دهی معمولا بزرگ‌تر از کرنش یکنواخت است. با این حال، به دلیل نبود تفارن در هندسه فطعات شکل‌دهی شده، تنش و کرنش واقعی اندازه‌گیری شده توسط HBT بیشتر از مقادیر به دست آمده از آزمایش کشش خواهد بود.
در HBT، دیسک‌های گسیختگی و روغن هیدرولیکی تحت فشار بالا برا یتغییر شکل نمونه استفاده می‌شوند که همچنین برای جلوگیری از عوامل تاثیرگذار مانند اصطکاک در آزمون پانچ کوچک به کار می‌روند. محدودیت‌هایی در شرایط آزمون وجود دارد؛ دما به دلیل جامد شدن با تبخیر روغن هیدرولیکی محدود می‌شود، دمای بالا ممکن است منجر به شکست بارگذلری شود، در حالی که دمای پایین باعث شکست بخش آب‌بندی و نشت بخار می‌شود که می‌تواند خطرنناک باشد.
در HBT، یک نمونه دایره‌ای معمولا از زیرلایه‌ای که روی آن آماده شده است جدا شده و در اطراف محیط آن در انتهای یک سیلندر روی یک سوراه مهار می‌شود. نمونه تحت فشار روغن هیدرولیکی از یک طرف قرارگرفته و سپس با افزایش فشار، به سمت یک حفره برآمده و منبسط می‌شود. تنش جربان از ارتفاع گنبدی‌شکل قطعه برآمده و فشار محاسبه می‌شود. ارتفاع نیز قابل انداره‌گیری است. کرنش از طریق همبست‌سنجی تصویر دیجیتال(DIC) اندازه‌گیری می‌شود. با در نظر گرفتن ضخامت نمونه و اندازه بخش مهار شده، می‌توان تنش و کرنش واقعی را محاسببه کرد.
مایعات دیگر نیز می‌توانند به عنوان سیال هیدرولیکی در HBT مورد استفاده قرار می‌گیرند. شیانگ و همکاران HBT (2005) ذا برای فیلم‌های نازک زیرمیکرونی توسعه دادند. آنها با استفاده از تکنیک‌های استاندارد میکروفابریکاسیون فوتولیتوگرافی، یک کانال کوچک در پشت فیلم مورد نطر ایجاد کرده و سپس با فشار آب، فیلم نازک را برآمده کردند. صحت این روش با استفاده از تحلیل المان محدود (FEA) تایید شد.
آزمون برآمدگی گازی (GBT)
آزمون‌های برآمدگی گازی (GBT) مشابه آزمون برآمدگی هیدرولیکی (HBT) عمل می‌کند، اما به جای استفاده از روغن هیدرولیکی، از گاز با فشار بالا برای ایجاد فشار معکوس روی نمون هصفحه نازک استفاده می‌شود. از آنجا که چگالی گاز بسیار کمتر از مایعات است، فشار خروجی ایمن در GBT  به طور قابل توجهی کمتر از سیستم‌های هیدرولیکی است. بنابراین، آزمون GBT در دماهای بالا معمولا برای افزایش شکل‌پذیری نمونه و امکان‌پذیر ساختن تغییر شکل پلاستیک در فشار‌های پایین‌تر استفاده می‌شود.
برخلاف HBT، استفاده از دماهای بالا در GBT امکان‌پذیر است. دماهای عملکرد آزمون برآندگی دو محوری به انتقال فازی سیال تحت فشار محدود می‌شوند، اما گازها دامنه بسیار وسیعی از دماهای عملکردی دارند. GBT برای بررسی خستگی، خواص مکانیکی در دماهای پایین و بالا(مشروط به شکل‌پذیری کافی در دماهای پایین) و چرخه ‌های حرارتی مناسب است.  علاوه بر این، نگه داشتن فشار در دمای بالا امکان بررسی خواص مکانیکی وابسته به زمان، مانند خزش را فراهم می‌کند.
در GBT می‌توان از همبست‌سنجی تصویر دیجیتال(DIC) در دماهای بالا برای اندازه‌گیری تنش و کرنش دو محوری استفاده کرد. به طور جایگزین، یک تداخل‌سنج لیزری می‌تواند برای تعیین جابجایی در نزدیکی قله گنبد استفاده شود و مدل‌های متعددی برای محاسبه شعاع انحنا و کرنش شعاعی نمونه‌های برآمده وجود دارد.  تنش واقعی به بهترین شکل با استفاده از معادله یانگ-لاپلاس تخمین زده می‌شود. نتایج این آزمون با استاندارد کشش دو محوری ISO 16808 قابل مقایسه است.
برای مهار نمونه‌های GBT در دماهای بالا، به مواد مهارکننده‌ای نیاز است که عملکرد آنها  بیش از دمای آزمون باشد. این موضوع از طریق روش‌های سنتی جوشکاری، جوشکاری اصطکاکی-همزن(FSW) یا جوشکاری نفوذی امکان‌پذیر است.
یک مثال از دستگاه آزمایش کشش دو محوره
دو طرح مختلف از نمونه‌های صلیبی برای آزمایش کشش دو محوره. این دو شکل برای شعاع فیله، طول بازوها و ناحیه داخلی تحت یک حالت کششی دو محوره متفاوت هستند. از آنجایی که فقط ناحیه مرکزی نمونه در معرض یک حالت کششی دو محوره قرار می‌گیرد، تجزیه و تحلیل تنها بخش کوچکی از کل نمونه محدود می‌شود.