ASTM D790 Takviyesiz ve Takviyeli Plastiklerin ve Elektrik Yalıtım Malzemelerinin Eğilme Özellikleri

Amerikan Test ve Malzeme Kuruluşu (ASTM) tarafından geliştirilen “ASTM D790 Takviyesiz ve takviyeli plastiklerin ve elektrik yalıtım malzemelerinin eğilme özelliklerine ilişkin standart test yöntemleri“ standardında, üç noktalı yükleme sistemi kullanılarak basitçe desteklenmiş bir kirişe (numune) yük uygulanarak, yüksek modüllü kompozitler ve elektrik yalıtım malzemeleri de dahil olmak üzere, takviyesiz ve takviyeli plastiklerin eğilme özelliklerini belirlemek için kullanılan test yöntemleri açıklanmaktadır. Yöntem genel olarak hem rijit hem de yarı rijit malzemeler için uygulanabilir, ancak test numunesinin dış yüzeyinde yüzde 5,0 gerilme sınırı içinde kırılmayan veya akma göstermeyen malzemeler için eğilme dayanımı belirlenemez.

Dikdörtgen kesitli test numuneleri enjeksiyon kalıplama yöntemiyle veya kalıplanmış veya ekstrüde edilmiş levhalardan veya plakalardan kesilerek veya kalıplanmış veya ekstrüde edilmiş şekillerden kesilir. Numuneler katı ve düzgün dikdörtgen olmalıdır. Numune iki destek üzerine yerleştirilir ve destekler arasında ortada bulunan bir yükleme ucu vasıtasıyla yüklenir.

Sapma, iki yöntemden biriyle ölçülür: çapraz kafa pozisyonu veya bir sapma ölçer kullanılarak. Deflektometre ile elde edilen sapma verileri, çapraz kafa pozisyonu kullanılarak elde edilen verilerden farklı olabilir. Sapma ölçüm yöntemi bildirilmelidir. Üretim ortamlarında kalite kontrol gereksinimleri genellikle çapraz kafa pozisyonu kullanılarak sapma ölçümü ile karşılanır. Bununla birlikte, deflektometre gibi bir sapma göstergesi kullanılarak daha doğru ölçüm elde edilebilir.

Bu test yönteminde izin verilen maksimum gerilme ile kırılmayan malzemeler, dört noktalı bükme testine daha uygun olabilir. İki test yöntemi arasındaki temel fark, maksimum bükme momenti ve maksimum eksenel lif gerilimlerinin konumundadır. Maksimum eksenel lif gerilimleri, üç noktalı bükmede yükleme ucunun altındaki bir çizgide ve dört noktalı bükmede yükleme uçları arasındaki alanda meydana gelir. Dört noktalı yükleme sistemi yöntemi, ASTM D6272 standardı test yöntemindedir.

ASTM D790 standardı test yöntemiyle belirlenen eğilme özellikleri, özellikle kalite kontrol ve şartname amaçları için faydalıdır. Bunlar şunları içerir:

• Eğilme gerilimi.
• Büyük destek açıklıklarında test edilen kirişler için eğilme gerilimi.
• Eğilme dayanımı.
• Eğilme sapması akma dayanımı.
• Kırılma anındaki eğilme gerilimi.
• Belirli bir gerinimde gerilme.
• Eğilme gerinimi.
• Elastikiyet modülü:
• Tanjant elastikiyet modülü
• Sekant modülü
• Kiriş modülü

Kısaca ASTM D790 standardı, yüksek modüllü kompozitler ve elektrik yalıtım malzemeleri de dahil olmak üzere, takviyesiz ve takviyeli plastiklerin eğilme özelliklerini belirlemek için geliştirilen ve yaygın olarak kullanılan bir standart test yöntemidir. Bu üç noktalı eğilme testi, malzemelerin eğilme yükleri altında nasıl davrandığını değerlendirerek, otomotiv, havacılık, inşaat ve tüketici ürünleri gibi sektörlerde kalite kontrolü, malzeme özellikleri ve mühendislik tasarımı için gerekli olan sertlik ve mukavemet hakkında kritik veriler sağlar.

ASTM D790 standardı test yöntemi öncelikle şunları değerlendirir:

• Eğilme modülü (aynı zamanda teğet modülü veya eğilme elastikiyet modülü olarak da adlandırılır): Malzemenin sertliğini ölçer ve yük-sapma eğrisinin ilk doğrusal kısmının eğimi olarak hesaplanır.
• Eğilme mukavemeti: Malzemenin akma veya kırılmadan önce dayanabileceği maksimum gerilme (genellikle kırılma olmazsa yüzde 5 gerinimde).
• Akma veya kırılmada eğilme gerilimi ve gerinimi: Sünek veya kırılgan davranışı anlamak için faydalıdır.

Bu özellikler, yapısal bileşenler veya yalıtım parçaları gibi malzemelerin eğilmeye maruz kaldığı uygulamalarda performansı tahmin etmeye yardımcı olur.

ASTM D790 standardı, üç noktalı bükme konfigürasyonunu kullanır:

• Dikdörtgen bir numune, iki paralel destek örsüne yerleştirilir (basitçe desteklenmiş kiriş).
• Bir yükleme ucu, numuneyi aşağı doğru bükerek orta noktaya kuvvet uygular.
• Test, kontrollü bir hızda yük uygulamak için evrensel bir test makinesi kullanır.
• Yük ve sapma verileri, numune kırılana veya yüzde 5 dış lif gerilimine ulaşana kadar kaydedilir (hesaplamalarda büyük sapma hatalarını önlemek için).

Temel parametreler şunlardır:

• Tercih edilen numune: 3,2 mm kalınlık, 12,7 mm genişlik, yaklaşık 127 mm uzunluk.
• Destek açıklığı-derinlik oranı: Tipik olarak 16:1 (yüksek derecede anizotropik malzemeler için ayarlanabilir, modül doğruluğu için 60:1’e kadar).

ASTM D790 standardı iki prosedür sunmaktadır:

• Prosedür A (tercih edilen): Modül ve genel özellikler için, daha yavaş bir gerinim hızı kullanılır.
• Prosedür B: Erken kırılan malzemelerde mukavemet belirleme için daha hızlı yöntem.

Eğilme testi, gerçek dünyadaki eğilme gerilimlerini simüle ederek numunenin zıt taraflarında sıkıştırma ve çekme davranışlarını ortaya koyduğu için çekme testinden (ASTM D638 standardı) farklıdır. Bu test özellikle kesme etkilerinin veya ortotropinin sonuçları etkilediği kompozitler için değerlidir. Benzer ISO 178 standardının aksine (4 mm kalınlığında numuneler kullanan ve kırılmaya devam eder), ASTM D790 standardı, hesaplama geçerliliğini korumak için birçok malzeme için yüzde 5 gerinimde durur.

Bu standart, malzemelerin güvenilir bir şekilde karşılaştırılmasını sağlayarak, aşırı tasarım veya arıza risklerinden kaçınırken yük taşıma uygulamaları için seçimde yardımcı olur. Sıcaklık, nem veya numune hazırlama yöntemlerindeki değişiklikler sonuçları etkileyebilir, bu nedenle standartlaştırılmış koşullandırma çok önemlidir.

ASTM D790 standardının gerekliliği, parçaların eğilme yüklerine maruz kaldığı uygulamalarda plastiklerin yaygın kullanımından ve güvenlik, performans ve kaliteyi sağlamak için güvenilir, karşılaştırılabilir verilere duyulan ihtiyaçtan kaynaklanmaktadır.

Esas olarak şu nedenlerle bu standart önemli görülmektedir:

• Gerçek dünya eğilme gerilimlerini simüle eder: Otomotiv gösterge panelleri, yapısal kirişler, spor ekipmanları, gövdeler, raflar ve havacılık parçaları gibi günlük ürünlerdeki birçok plastik bileşen, saf gerilme veya sıkıştırma yerine eğilmeye maruz kalır. Bu standarda göre eğilme testi, bir numunenin iki noktadan desteklendiği ve ortadan yüklendiği üç noktalı eğilme düzeneği kullanılarak bu koşulları taklit eder.
• Malzeme seçimi ve tasarımı için temeldir: Eğilme modülü (rijitlik) ve eğilme dayanımı, sapmayı, yük taşıma kapasitesini ve dayanıklılığı tahmin etmek için temel parametrelerdir. Tasarımcılar, optimum malzemeleri seçmek, aşırı mühendislikten kaçınmak (maliyet tasarrufu) veya büyük arızaları önlemek için bu değerlere güvenir.
• Kalite kontrol ve spesifikasyonlar: Eğilme özellikleri özellikle kalite kontrol ve spesifikasyon amaçları için kullanışlıdır. Bu, parti bazında karşılaştırmalara ve malzeme veri sayfalarına karşı doğrulamaya olanak tanıyarak tutarlı üretim sağlar.
• Karşılaştırılabilirlik için standardizasyon: Standartlaştırılmış bir yöntem olmadan, farklı laboratuvarlardan veya makinelerden elde edilen test sonuçları, numune boyutu, yükleme hızı veya açıklık-derinlik oranındaki farklılıklar nedeniyle değişir.

Kuruluşumuz, yıllardır yetkin ve deneyimli bir kadro ile müşterilerinin ihtiyaçlarını anlamakta, ihtiyaç duydukları ileri test hizmetlerini vermekte ve yönetim sistemlerinin kurulması, uygulanması ve iyileştirilmesi konusunda yardımcı olmaktadır. Bu çerçevede işletmelere ASTM D790 standardına uygun test hizmetleri de verilmektedir.