ASTM D3039 Kompozit Çekme (Tensile) Testleri Hakkında Bilmeniz Gerekenler

 

Çok çeşitli endüstrilerde kullanılabilirliği nedeniyle ASTM D3039 test spesifikasyonu polimer matris kompozit çekme testi için mükemmel bir seçimdir.

Aslında ASTM D3039; çekme dayanımı, modül ve Poisson oranı için tasarıma izin verilen değerlerin belirlenmesi için CMH17 (MIL-HBK-17) üzerinden yetkilendirilmiştir.

Dahası, ASTM D3039 kompozit fiber üst sarma uygulamaları için bir kalite kontrol aracı olarak kullanılır. Bu uygulamalarda, kompozit sargılar şantiyede sismik güçlendirme için beton kolonlara uygulanır ve kürlenir. Özetle, malzemenin üreticinin talimatlarına göre hazırlandığına ve kürlendiğine emin olmanız için kompozit çekme testi uygulanır.

 

Standardın Ortaya Çıkışı

Yıllar önce, kompozit malzeme üreticileri bir sorunla karşılaştılar. Ürünlerini dayanıklılık ve güvenlik açısından test etme ihtiyacı doğduğunda, mevcut test yöntemleri plastik endüstrisi tarafından ve bu endüstri için geliştirilen standartlardı. Çeşitli havacılık şirketleri, ihtiyaçlarını karşılamak için kendilerine özel standartlar geliştirdiler.

Malzemeleri temsil eden çekme özelliklerini elde etmek ve endüstri standardizasyonuna göre doğru çalışmak için ASTM D30 komitesi, polimer matris kompozit çekme testi için bir konsensüs standardı olan ASTM D3039'u geliştirdi. Sonucunda bu standart, 1970'lerden bu yana kullanılan en popüler kompozit çekme testi standardı haline geldi.

 

ASTM D3039'a göre Kompozit Çekme Testi Hakkında Bilmeniz Gerekenler

ASTM D3039 test standardını kullanarak bir test programına başlamadan önce; malzeme türü, panel kalınlığı, numune işleme ve sekme ile uygun test kontrolleri dahil olmak üzere yapılması gereken birkaç husus vardır.

 

Malzemenizi Tanıyın

ASTM D3039 test metodolojisi; sürekli yüksek modüllü, güçlendirilmiş polimer matris kompozitlere (yani, karbon veya aramid gibi güçlendirici lifler içeren polimerik malzemeler) özel üretilmiştir. Matris malzemeleri arasında epoksiler, bizmaleimidler (BMI'ler), poliamidler ve PEEK gibi termoplastikler bulunur.

Malzemeniz kesintili olarak güçlendirilmişse, ASTM D638 daha uygun bir test yöntemidir. Buna benzer şekilde, seramik matris kompozit malzemeler genel olarak ASTM C1359'a ve metaller ASTM E8'e göre test edilir.

 

Numune Kalınlığı

ASTM D3039 test numuneleri genellikle düz kürlenmiş panellerden işlenir. İdeal olarak, paneller yerleşime bağlı olarak 0,040 inç ile 0,200 inç arasında olmalıdır. Daha kalın olursa, numune kavrama alanında veya malzemenin gerçek gerilme mukavemetine ulaşmadan önce dahili olarak kaymada (shear) başarısız olabilir. İnceltici ve numune, çeneler boyunca yüzey gerilimi gibi çevresel faktörlerden gereksiz yere etkilenecektir.

 

Numunelerin İşlenmesi

ASTM D3039 test numunelerinin uygun şekilde işlenmesi, düşük saçılma ile malzemeyi temsil eden sonuçları elde etmek için çok önemlidir. Numuneler, tekdüze bir kalınlık kesiti ile dikdörtgen şeklindedir. En iyi uygulama, paralellik ve iyi bir yüzey kalitesi sağlamak için her numunenin kenarını taşlamaktır. Talaşlı imalat sırasında elyaf yönünün 0,5 derece içinde olması önemlidir.

 

Test Numunelerinin Sekmesi

Kompozit çekme mukavemetinin doğru bir şekilde belirlenebilmesi için, gösterge alanı neredeyse tek tip bir gerilim dağılımına sahip olmalıdır. Uç tırnakların kullanılması, yükün çenelerden numuneye tek tip bir şekilde verilmesine yardımcı olur. Sekmeler her zaman gerekli değildir ve hatta genellikle kullanılmaz. Dikkatlice hizalanmış hidrolik çeneler ve uygun bir kavrama yüzeyi ile dokuma kompozitler, 90 derece bant ve +/- 45 derece düzenler, sekme olmadan daha etkili bir şekilde test edilebilir. Sıfır derece bant laminalı numuneler konik tırnaklarla test edildiği zaman en iyi sonucu alırsınız.

Kullanılan sekme tipine bakılmaksızın, test makinesi çeneleri numune sekmelerinin ucunu geçmelidir.

 

Hizalamayı ve Kontrolü Test Edin

Test makinesinin kavrama hizalaması, ASTM D3039 testi ile doğru sonuçlar elde etmek için de kritik öneme sahiptir. Genellikle hidrolik yüklü çeneler kullanılır. Kulpların hizalanması, 9 gerinim ölçerli bir çubukla ayarlanıp doğrulanarak, yüklemenin bükülmeden tamamen gergin olmasını sağlar.

Gerinim, kalibre edilmiş bir ekstansometre veya gerinim ölçerlerle ölçülebilir. Modülüs genellikle 1000 ve 6000 mikro suş arasında hesaplanır. Poisson oranını elde etmek için çift eksenli gerinim ölçümleri kullanılır.

Yük katarının tamamı, bir çevresel bölmede ısıtılabilir veya soğutulabilir. Bu sayede çekme özellikleri, kriyojenik sıcaklıklardan malzemenin bozulma sıcaklığına kadar karakterize edilebilir.

 

Sonuç Olarak

Malzemeleriniz için doğru test yöntemlerini seçmek, genellikle aldığınız sonuçlar kadar önemlidir. Malzeme türü, son uygulama ve test gereksinimleriniz hakkında çalışma bilgisine sahip olmak, doğru test yöntemlerini seçmenize yardımcı olacaktır. Polimer matris kompozit çekme testine ihtiyacınız varsa ve ASTM D3039 test metodolojisini kullanmayı düşünüyorsanız, Malzeme Test Laboratuvarı uzmanları her türlü sorunuza yanıt olacaktır. Tecrübelerimizi sizinle paylaşmamız için hemen Malzeme Test ile iletişime geçin.

 

ASTM D3039 Kompozit Çekme Testleri (PDF)