ASTM E2368-10 Gerilim Kontrollü Termomekanik Yorgunluk Testi için Standart Uygulama

Amerikan Test ve Malzeme Kuruluşu (ASTM) tarafından geliştirilen “ASTM E2368-10 Gerilim kontrollü termomekanik yorgunluk testi için standart uygulama” standardında, tek eksenli yüklenmiş gerilim kontrollü koşullar altında malzemelerin termomekanik yorulma özelliklerinin belirlenmesini kapsar. Burada termomekanik yorulma döngüsü, numune ölçüm bölümü üzerindeki düzgün sıcaklık ve gerilim alanlarının aynı anda değiştirildiği ve bağımsız olarak kontrol edildiği bir koşul olarak tanımlanmaktadır. Bu uygulama, malzeme araştırma ve geliştirme, mekanik tasarım, proses ve kalite kontrolü, ürün performansı ve arıza analizi gibi faaliyetleri desteklemek için gerçekleştirilen termomekanik yorulma testini ele almayı amaçlamaktadır. Bu uygulama gerilim kontrollü teste özgü olsa da birçok bölüm kuvvet kontrollü veya gerilim kontrollü termomekanik yorulma testi için yararlı bilgiler sağlar.

Bu uygulama, sıcaklık ve mekanik gerilimin maksimum ve minimum değerlerine ve sıcaklık mekanik gerilim evrelemesine izin verir, kısıtlama ise bu parametrelerin test süresi boyunca döngüsel olarak sabit kalmasıdır. Basınç, nem, çevresel ortam ve diğerleri gibi çevresel faktörlere, test boyunca kontrol edilmeleri, numune boyutlarında zamanla kayba veya değişikliğe neden olmamaları ve veri raporunda ayrıntılı olarak belirtilmeleri koşuluyla hiçbir kısıtlama getirilmemiştir.

Bu uygulamanın kullanımı numunelerle sınırlıdır ve tam ölçekli bileşenlerin, yapıların veya tüketici ürünlerinin test edilmesini kapsamaz.

Bu standardın amaçları doğrultusunda, şu terimler ve tanımlar geçerlidir:

• Stres, burada kuvvetin, numunenin orijinal kesit alanına oranı olan mühendislik stresi olarak tanımlanır. Alan, oda sıcaklığında yüklenmemiş bir durumda ölçülendir.
• Termal genleşme katsayısı, test numunesinde ölçülen bir birim sıcaklık değişimi için serbest genleşme gerinimindeki kesirli değişimi ifade eder.
• Toplam gerinim, test numunesi üzerinde ölçülen gerinim bileşeni ve termal gerinim ile mekanik gerinimin toplamıdır.
• Termal gerinim, serbest genleşme koşulları altında sıcaklıktaki bir değişiklikten kaynaklanan gerinim bileşenidir (test numunesi üzerinde ölçüldüğü gibi). Bazı malzemeler için, ilgi duyulan sıcaklık aralığında doğrusal olmayabilir.
• Mekanik gerinim, serbest genleşme termal gerinim (test numunesi üzerinde ölçüldüğü gibi) toplam gerinimden çıkarıldığında ortaya çıkan gerinim bileşenidir.
• Elastik gerinim, gerilim, sıcaklığa bağlı Young modülüne bölündüğünde ortaya çıkan gerinim bileşenidir (“ASTM E111-17 Young modülü, tanjant modülü ve akor modülü için standart test yöntemi” standardına uygun olarak).
• Elastik olmayan gerinim, elastik gerinim mekanik gerinimden çıkarıldığında ortaya çıkan gerinim bileşenini ifade eder.
• Gerinim oranı, bir gerinim döngüsündeki minimum mekanik gerinimin maksimum mekanik gerinime oranıdır.
• Mekanik gerilim / sıcaklık gerçek faz açısı, fazlama doğruluğunu değerlendirme amacıyla, bu, numunede ölçülen maksimum sıcaklık tepkisi ile maksimum mekanik gerilim tepkisi arasındaki dalga biçimi kayması olarak tanımlanır. Referans amacıyla, sıcaklık tepkisi maksimumu mekanik gerilim tepkisi maksimumundan 180 derece veya daha az öndeyse açı pozitif olarak kabul edilir, aksi takdirde faz açısı negatif olarak kabul edilir.
• Eş fazlı termomekanik yorgunluk, sıcaklığın maksimum değeri ile mekanik zorlanmanın maksimum değerinin aynı anda meydana geldiği bir döngüyü ifade eder.
• Faz dışı (anti-faz) termomekanik yorgunluk, sıcaklığın maksimum değerinin mekanik zorlanmanın maksimum değerinden döngü periyodunun 1⁄2’sine eşit bir zaman değeri kadar önde olduğu bir döngüyü ifade eder.

Yüksek sıcaklık ortamlarında yapısal malzemelerin kullanımında, yorulma hasarına duyarlı bileşenler, belirli bir döngü boyunca aynı anda değişen termal ve mekanik kuvvetlerin bir biçimini deneyimleyebilir. Bu koşullar genellikle kritik bir endişe kaynağıdır çünkü döngüsel sıcaklık ve döngüsel mekanik gerginlik arasındaki faz ilişkisine ilişkin değişen şiddette sıcaklığa bağlı ve döngüye bağlı (yorgunluk) hasar mekanizmalarını birleştirirler.

Bu tür etkilerin mikro yapının evrimini, bozunmanın mikro mekanizmalarını ve nihayetinde döngüsel yaşamı etkileyen çeşitli diğer fenomenolojik süreçleri etkilediği görülebilir. Gerilim kontrollü termomekanik yorulma testi genellikle idealize edilmiş koşullar altında aynı anda değişen termal ve mekanik yüklemelerin etkilerini araştırmak için kullanılır. Burada döngüsel teorik olarak tekdüze sıcaklık ve gerilim alanları numunenin ölçüm bölümü boyunca dışarıdan uygulanır ve kontrol edilir.

Kuruluşumuz, çeşitli sektörlerdeki işletmeler için verdiği sayısız test, ölçüm, analiz ve değerlendirme çalışmaları arasında, eğitimli ve uzman bir kadro ve gelişmiş teknolojik donanımı ile, “ASTM E2368-10 Gerilim kontrollü termomekanik yorgunluk testi için standart uygulama” standardında tanımlanan test hizmetleri de vermektedir.