6. UNİAKSİYAL YORGUNLUK (FATIGUE) TESTLERİ

Tek-yönlü kompozit örneklerin statik testi malzeme karakterizasyonu, çeşitli malzemelerin kıyaslanması ve laminat özelliklerinin önceden tahmin edilmesine olanak verir.

a. ASTM D3479: Polimer Matris Kompozitlerin Gerilme-Gerilme Yorulma (Fatigue) Davranışları

İşlem A—Örnek, belirli bir frekansta minimum ve maksimum düzlem-içi aksiyal yük (stres) arasında değerlerde tutulur. Verilen bir strain oranında va maksimum strainde örnekte çökmenin meydana geldiği yük saykıl sayısı tayin edilebilir.

İşlem B—Örneğe, belirli bir frekansta minimum ve maksimum düzlem-içi aksiyal strain arasında değerlerde tutulur. Verilen bir strain oranında va maksimum strainde örnekte çökmenin meydana geldiği strain saykıl sayısı tayin edilebilir.

Her iki işlem için de (A ve B) bazı amaçlar için statik aksiyal stres-strain eğrilerinden, seçilmiş saykıl aralıklarında düzlem-içi stiffnes değerlerinin elde edilmesi önemlidir; böyle durumlarda ASTM D3039 test metodunda verilen modül tayini işlemi uygulanır. (Şekil-1)

Test Örnekleri: Test örneği, geometrisi, örneğin teste hazırlanması ve tablanması ASTM D3039’da belirtildiği gibidir; farklılıklar (istiflenme, adhesiv, örnek boyutu ve S-N veya e-N eğrisi). ASTM D3479 metodunda belirtilmiştir.

Ölçülen Özellikler: Yorulma süresi dağılımı: ASTM E739’da tanımlandığı gibidir (Şekil-2) ve Weibull dağılımı: Yorulma süresi için Weibull dağılım yoğunluk fonksiyonu:

a = Weibull fatigue life scale parameter, b = Weibull fatigue life shape parameter.
S-N eğrisi, e-N eğrisi: ASTM E739’da tanımlandığı gibidir.


Şekil-1: ASTM D3039; Tablı gerilme test örneği


Şekil-2; ASTM E739: Örnek veri noktaları için yorulma süresi N(Y) ve plastik strain genliği Dep/2(X)


b. ASTM D6115: Tek-yönlü Fiber Takviyeli Polimer Matris Kompozitlerin (PMC) Mod I Yorgunluk Delaminasyon Başlangıcı

DCB (Double Cantilever Beam) örneği (Şekil-1), belirlenen bir frekansta minimum (dmin.) ve maksimum (dmax.) yer-değiştirmeler arasında tutulur. Lineer elastisite ve küçük defleksiyonlar(d/a < 0.4) için yer-değiştirme oranı dmin/ dmax , R oranıyla özdeştir. Delaminasyon büyümesinin başladığı yer-değiştirme saykıl sayısı (NB) kaydedilir. Mod I strain enerji çıkış hızı, örneğin GImaks. , modifiye kiriş teorisinden veya ASTM D5528 test metodunda verilen diğer metotlarla hesaplanır. Birkaç örnekle elde edilen sonuçlarla, seçilen bir frakans için GImaks. ve Na ilişkisi çıkarılır.

Bu test metodu çeşitli G seviyelerinde birkaç örneğe uygulandığında sonuçlar Şekil-2’deki G–N eğrisi gibi gösterilebilir.

Test Örnekleri: Test örneği boyutları ve yükleme ASTM D5528 test metodunda tanımlandığı gibidir.

Ölçülen Özellikler: Maksimum devirli strain enerji çıkış hızı, GImaks.:

|D|ort. = ortalama uyum sabitidir. (GImaks. tayininde diğer bazı ifadeler için ASTM D5528)
Log – normal dağılım: G – N eğrisi istendiğinde, ASTM E739
Weibull Dağılımı: Weibull dağılımı, genellikle sabit genlikte yorgunluk yaşam verilerini (ve elde edilmişse G – N verilerini) tanımlamada kullanılır.