ASTM D7136/D7136M-12 Lif Takviyeli Polimer Matris Kompozitinin Düşen Ağırlık Darbe Olayına Karşı Hasar Direncini Ölçmek İçin Standart Test Yöntemi

Amerikan Test ve Malzeme Kuruluşu (ASTM) tarafından yayınlanan “ASTM D7136/D7136M-12 Lif takviyeli polimer matris kompozitinin düşen ağırlık darbe olayına karşı hasar direncini ölçmek için standart test yöntemi” standardında, bir düşürme ağırlığı darbe olayına maruz bırakılan çok yönlü polimer matris kompozit lamine plakaların hasar direncini belirlemeye yönelik bir test yöntemi açıklanmaktadır. Kompozit malzeme formları, bu standartta tanımlanan kabul edilebilir test laminatları ve kalınlıkları aralığı ile sürekli elyaflı sıkıştırılmış polimer matris kompozitlerle sınırlıdır. Sandviç yapıların hasar direnci özelliklerini belirlemek için bu prosedürleri değiştirme talimatları ASTM D7766/D7766M standardında yer almaktadır.

Düz, dikdörtgen bir kompozit plaka, yarım küre bir çarpma tertibatına sahip bir düşürme ağırlığı cihazı kullanılarak düzlem dışı yoğun bir darbeye maruz bırakılır. Çarpma ağırlığının potansiyel enerjisi, çarpma aletinin kütlesi ve düşme yüksekliği tarafından tanımlandığı gibi, testten önce belirtilir. Çarpma olayı sırasında temas kuvveti ve hızının isteğe bağlı ölçümü için ekipman ve prosedürler sağlanır. Hasar direnci, numunede ortaya çıkan hasarın boyutu ve türü açısından niceliksel olarak belirlenir.

Bu test yöntemi, malzemeleri hasar direnci açısından taramak veya daha sonraki hasar toleransı testi için bir numuneye hasar vermek için kullanılabilir. Çarpma plakası ASTM D7137/D7137M standardı test yöntemine göre test edildiğinde, genel test dizisi genellikle darbe sonrası sıkıştırma yöntemi olarak adlandırılır. ASTM D6264/D6264M standardı test yöntemine göre yarı statik girinti, düzlem dışı bir kuvvetten hasar oluşturmanın ve hasar direnci özelliklerini ölçmenin alternatif bir yöntemi olarak kullanılabilir.

Bu test yöntemiyle oluşturulan hasar direnci özellikleri, numune geometrisi, katmanlama, darbe geometrisi, darbe kütlesi, darbe kuvveti, darbe enerjisi ve sınır koşulları gibi çeşitli faktörlere büyük ölçüde bağlıdır. Bu nedenle, sonuçlar genellikle diğer yapılandırmalara ölçeklenebilir değildir ve test edilen geometrik ve fiziksel koşulların birleşimine özgüdür.

Bu standardın amaçları doğrultusunda şu terimler ve tanımlar geçerlidir:

Çentik derinliği, darbe olayından sonra bir darbeci tarafından oluşturulan çöküntünün kalan derinliği ifade eder. Çentik derinliği, çentiğin en alt noktasından çentiğin rahatsız etmediği darbeli yüzeyin düzlemine kadar numunenin yüzüne dik bir yöndeki maksimum mesafe olarak tanımlanmalıdır.
Nominal değer, sadece isimde var olan, uygun bir tanımlama amacıyla ölçülebilir bir özelliğe atanmış bir değerdir. Özellik için kabul edilebilir bir aralık tanımlamak amacıyla nominal bir değere toleranslar uygulanabilir.
Ana malzeme koordinat sistemi, eksenleri bir malzemeye özgü simetri düzlemlerine dik olan bir koordinat sistemidir.
Kaydedilen temas kuvveti, bir kuvvet göstergesi tarafından kaydedildiği gibi, darbe olayı sırasında darbeci tarafından numuneye uygulanan kuvvettir.
Referans koordinat sistemi, katman yönelimlerini tanımlamak için kullanılan lamine kompozitler için bir koordinat sistemidir.
Vurucu ucu, çarpma olayı sırasında test numunesiyle ilk temas eden darbeli aletin parçası veya bileşenidir.

Dengeli, simetrik lamine bir plaka kullanılarak bir düşürme ağırlığı darbe testi gerçekleştirilir. Hasar, yarım küre uçlu bir düşürme ağırlığı kullanılarak düzlem dışı, yoğunlaştırılmış darbe ile verilir (lamine plakanın düzlemine dik). Hasar direnci, numunede oluşan hasarın boyutu ve türü açısından niceliksel olarak belirlenir. Hasar tepkisi, test yapılandırmasının bir fonksiyonudur, aynı test yapılandırmaları, test koşulları ve benzer koşullar kullanılmadığı sürece malzemeler arasında karşılaştırma yapılamaz.

Darbe hızı ve uygulanan temas kuvvetinin zaman geçmişi verilerine göre kaydı için isteğe bağlı prosedürler sağlanır. Darbeden kaynaklanan tercih edilen hasar durumları, plakanın merkezinde, plaka kenarlarından yeterince uzakta bulunur, böylece kenarlardaki ve darbe konumundaki yerel gerilim durumları hasar oluşumu olayı sırasında etkileşime girmez.

Yoğunlaştırılmış düzlem dışı darbe kuvvetlerinden kaynaklanan hasara karşı duyarlılık, gelişmiş kompozit laminatlardan yapılmış birçok yapının başlıca tasarım endişelerinden biridir. Lamine kompozit bir plakanın hasar direnci özelliklerinin bilinmesi, ürün geliştirme ve malzeme seçimi için faydalıdır.

Düşürme ağırlığı darbe testi şu amaçlara hizmet edebilir:

Yığma sırasının, elyaf yüzey işleminin, elyaf hacim oranındaki değişimlerin ve işleme ve çevresel değişkenlerin belirli bir kompozit laminatın yoğunlaştırılmış bir düşürme ağırlığı darbe kuvvetine veya enerjisine karşı hasar direnci üzerindeki etkilerini nicel olarak belirlemek.
Farklı bileşenlere sahip kompozit malzemeler için hasar direnci parametrelerinin göreceli değerlerini nicel olarak karşılaştırmak. Hasar tepki parametreleri, ezik derinliği, hasar boyutları ve kalınlık boyunca konumlar, kuvvet-zaman eğrisini içerebilir.
Sonraki hasar toleransı testleri için bir numuneye hasar vermek için (örneğin ASTM D7137/D7137M standardı test yöntemi).

Bu test yöntemi kullanılarak elde edilen özellikler, beklenen hasar direncine ilişkin rehberlik sağlayabilir.

Yıllardır çok geniş bir yelpazede gerçekleştirdiği test, ölçüm, analiz ve değerlendirme çalışmaları ile her sektörden işletmelere destek olmaya çalışan kuruluşumuz, bilim ve teknoloji alanında dünyada yaşanan gelişmeleri yakından takip eden ve sürekli kendini geliştiren güçlü bir çalışan kadrosuna sahiptir. Bu çerçevede işletmelere “ASTM D7136/D7136M-12 Lif takviyeli polimer matris kompozitinin düşen ağırlık darbe olayına karşı hasar direncini ölçmek için standart test yöntemi” standardına uygun test hizmetleri de verilmektedir.