a. ASTM D790: Takviyesiz ve Takviyeli Plastikler ve Elektrik İzolasyon Malzemelerinin Bükülgenlik Özellikleri
Dikdörtgen kesitli bir çubuk iki destek üzerine
yerleştirilir ve destekler arasındaki orta noktadan yük uygulanır (Şekil-1).
Destek mesafesi-derinlik oranı 16/1’dir. Bazı laminat malzemeler için daha
büyük bir oran gerekebilir. Test örneğinin dış yüzeyinde kopma oluncaya kadar,
veya %5 maksimum straine ulaşılıncaya kadar örnek döndürülür (kopma veya %5
maksimum strain’den hangisi daha önce gerçekleşirse). İşlem A’da strain hızı
0.01 mm/mm/dak.dır; bu metotta tercih edilen bir hızdır. İşlem B’de strain hızı
0.10 mm/mm/dak’dır.
Test Örnekleri: Test örnekleri levha, tabaka veya kalıplanmış parçalardan
kesilerek çıkarılabilir: veya istenilen boyutlarda olacak şekilde kalıplamayla
hazırlanabilir.
Levha malzemeler 1.6 mm veya daha kalınta olduğunda destek
mesafe kiriş derinliğinin 16 katıdır. Derinliği 3.2 mm’den daha büyük örnekler için örnek genişliği destek
mesafenin ¼’ünü geçmemeli, derinliği 3.2 mm ve daha küçük örneklerde genişlik
12.7 mm olmalıdır. Örnekler her iki uca asılabilece yeterlikte seçilir. 1.6
mm’den daha az kalınlıktaki malzemeler için örnek uzunluğu 50.8 mm, genişliği
12.7 mm’dir.
Kalıplama malzemeler (termoplastikler ve termosetler) için
örnek boyutları 127 x 12.7 x 3.2 mm’dir. Yüksek kuvvetli takviyeli kompozitler
için mesafe/derinlik = 16/1 oranı önerilir.
Hesaplamalar
Ayrıca, bükülgenlik offset akma
kuvveti, kopmada bükülgenlik stresi (sfB)
(Şekil-2), bir straindeki stres, ve sekant modül değerleri de hesaplanabilir.
Şekil-1: Yükleme burnu ve destek yarıçapı konumları
Şekil-2: Tipik bükülgenlik stres (sf ) –bükülgenlik
strain (ef); eğrileri
b. ASTM D6272: Takviyesiz
ve Takviyeli Plastikler ve Elektrik İzolasyon Malzemelerinin Dört-Nokta Bending
Testiyle Bükülgenlik Özellikleri
Dikdörtgen
çubuk şeklindeki örnek iki destek üzerine yerleştirilir ve iki noktadan yük
uygulanır (iki yükleme burnu vasıtasıyla); yük burunları destek noktalarından
eşit uzaklıklardadır. Yük burunları arasındaki uzaklık (yük span veya yük mesafesi)
destek mesafenin üçte biri veya yarısı kadardır (Şekil-1). Destek span
/derinlik oranı genellikle 1/16 olarak alınır.
Test Örnekleri: Levha
malzemeler, laminatlı termoset malzemeler, kalıplama malzemeleri (termosetler
ve termoplastikler), yüksek kuvvetli takviyeli kompozitler
Hesaplamalar
Ayrıca
bükülgenlik kuvveti, bükülgenlik akma kuvveti, bükülgenlik ofset akma kuvveti
ve herhangi bir straindeki stres değerleri de hesaplanabilir.
Şekil-1: Yükleme diyagramları; (a)
1/3 destek mesafeli, (b) ½ destek mesafeli yüklemeler
Şekil-2: Yükleme burunları ve
destekler (1/3 destek mesafeli sistem)
Dikdörtgen
kesitli çubuk şeklindeki test örnekleriyle çalışılır. İşlem A’da (Şekil-1)
örnek iki destek üzerine yerleştirilir ve desteklerin orta noktasından bir
yükleme burnuyla yük uygulanır. İşlem B’de (Şekil-2) örneğe iki noktadan yük
uygulanır; yükün verildiği noktalar arasındaki açıklık destek mesafenin
yarısıdır. (Yükleme burunları ve desteklerin silindirik temas yüzeyleri 3 mm
çapındadır, Şekil-3) Yük uygulandığında örnek merkez destek noktasından sapar;
çökme meydana gelinceye kadar yük ve sapma değerleri kaydedilir.
Dört nokta ve
üç nokta yükleme konfigürasyonları arasındaki temel farklılık maksimum eğilme
(bending) momenti ve maksimum bükülgenlik (flexural) stresinin konumlarıdır.
Dört nokta konfigürasyonda bending moment, merkez kuvvet uygulama elemanları
arasında sabittir; bu nadenle maksimum bükülgenlik stresi düzenlidir. Üç nokta
konfigürasyonda maksimum bükülgenlik stresi, doğrudan mekez kuvvet uygulama
elemanın altındadır.
Üç nokta ve
dört nokta yükleme konfigürasyonları arasındaki diğer bir farklılık oluşan
dikey shear kuvvettir: Üç noktada konfigürasyonda bu kuvvet kirişin her
tarafındadır (orta noktanın altı hariç). Dört nokta uygulamada ise merkez
kuvvet uygulama elemanları arasındaki alanda sonuç dikey shear kuvvet bulunmaz,
dış destekler arasındaki mesafe, üç nokta konfigürasyonla aynıdır.
Test
Örnekleri: Test
örnekleri bükülgenlik özelliklerinin doğru tayinine olanak verecek boyutlarda
seçilir. Standart mesafe-kalınlık oranı = 32/1, örnek kalınlığ = 4 mm, örnek
genişliği = 13 mm, örnek uzunluğu = >%20 destek mesafe (Şekil-4).
Ölçülen
Özellikler: Bükülgenlik
kuvveti, herhangi bir straindeki bükülgenlik stresi ve aşağıda verilen diğer
özellikler hesaplanabilir.
Şekil-1: İşlem A yükleme
diyagramı
Şekil-2: İşlem B yükleme
diyagramı
Şekil-3: Yükleme burnu ve sabit destekler; (a) İşlem A: Üç nokta yükleme konfigürasyonu (sabit destekler ve
yükleme burnu ile), (b) İşlem B: Dört nokta yükleme konfigürasyonu (sabit
destekler ve dönen yükleme burunları ile)
Şekil-4: Standart bükülme (flexural)
test örneği
