ASTM E647 Çatlak büyümesi da/dN ve eşik değeri ΔKth
ASTM E647'ye göre çatlak büyümesi da/dN ve eşik değeri ΔKth, kırılma mekaniğinin malzeme özellikleridir ve sabit genlikli döngüsel yükleme altında belirlenir.
Çatlak Büyüme Eğrisi Alan I ve Alan II Video Eşik ΔKthth Çatlak büyümesi da/dN Paris-Düz Yazılım Test Cihazları Daha fazla bilgi
Çatlak büyüme eğrisi
Bir malzemenin çatlak büyümesi, çatlak büyüme eğrisinde tanımlanır. Bu eğri üç bölüme ayrılmıştır:
- I. Alan: düşük çatlak büyüme oranı, çatlak büyümesinin henüz başladığı eşik değeri ΔKth
- II. Alan: sabit çatlak büyüme hızı, matematiksel olarak Paris çizgisiyle tanımlanır, yorulma çatlağı büyümesi da/dN
- III. Alan: yüksek çatlak büyüme hızı, şiddetli kırılmayla sonlanır, kritik gerilim yoğunluk faktörü K1C
Çatlak büyüme eğrisinin I. ve II. bölümleri
ASTM E647 ΔKth eşik değerini ve yorulma çatlağı büyümesi da/dN'yi belirlemek için, çatlak büyüme eğrisinin I. ve II. bölümleri ile ilgilenir ASTM E647'ye göre çatlak büyümesi esas olarak sünek malzemeler için belirlenir. Burada ΔKth (I.bölüm) eşik değerinin belirlenmesi ile yorulma çatlağı büyümesi da/dN (alan II) arasında bir ayrım yapılır.
ASTM E647'ye göre çatlak büyüme testi
ASTM E647'ye göre çatlak büyüme testi, CT numuneleri adı verilen numuneler üzerinde gerçekleştirilir. Bunun için bir servo hidrolik HA 250 kN test cihazı kullanılır. Belirlenen karakteristik değerler, çatlak büyümesi da/dN ve eşik değeri ΔKth'dir.
ASTM E647'ye göre ΔKth eşiği (I.bölüm)
ASTM E647'ye göre ΔKth eşik değerini belirlemek için, numuneye testin başlangıcında, çatlamanın meydana geldiği veya daha yüksek alandaki yükler yüklenir. Yük genliği gitgide azaldıkça çatlak büyüme hızı daha da yavaşlar. Başlangıçta çatlak nispeten hızlı büyür, testin sonunda çatlak büyümesi, çatlak duruncaya veya en azından 10-7 mm/yük döngüsünde bir da/dN çatlak hızına ulaşılana kadar daha da yavaşlar. Bu noktaya ulaşıldığında, ΔKth belirlenebilir. Bu yöntemle ΔKth (I.bölüm) ve Paris çizgisi (II.bölüm) eşik değeri belirlenebilir.
ASTM E647 standardı, eşik değerini belirlemek için iki yöntemi açıklar:
a) Sabit R gerilim oranında test
Sabit gerinim oranı yöntemleri ile, döngüsel stres yoğunluğunu azaltmak için hem maksimum hem de minimum gerinim yoğunluğu düşürülür.
Artan çatlak uzunluğu ile yükteki azalmadan kaynaklanan yavaşlama etkilerinden kaçınmak için artımlar uygun şekilde seçilmelidir. ASTM E647, hem kademeli hem de sürekli bir azalmaya izin verir. Kademeli bir alçaltma ile kuvvetler (P) bir artış içinde sabittir. Bu, yük tekrar indirilene kadar artan çatlak nedeniyle gerinim yoğunluğunun kısa süreliğine yükselmesine neden olur. Bu nedenle ASTM E647'ye göre basamak yüksekliği sırasıyla daha yüksek yükün %10'unu geçmemeli ve basamak genişliği en az 0,5 mm olmalıdır.
b) Sabit maksimum gerinim yoğunluğunda test edin
R oranının sabit tutulduğu yöntemlere ek olarak, ASTM E647'de sabit bir maksimum stres yoğunluğu faktörü yöntemine izin verilir Eşiği belirlemeye yönelik bu yöntemle, yüksek bir döngüsel stres yoğunluğu faktöründen başlayarak, eşik değerine ulaşılana kadar minimum gerinim yoğunluğu sürekli olarak artırılır.
ASTM E647'ye göre çatlak büyümesi da/dN (alan II)
Yük genliğini korurken ASTM E647'ye göre kararlı çatlak büyümesini da/dN'yi belirleyebilmek için Fmax ve Fmin test boyunca sabit tutulur. Azalan yük taşıma kesiti ve bunun sonucunda çatlak ucundaki gerilme yoğunluğundaki artış nedeniyle, çatlak ilerlemesi hızlanır.
Bu inceleme ile genel çatlak büyüme eğrisi (alan II) ve Paris çizgisi belirlenebilir. ΔKth eşik değerini belirlemek mümkün değildir.
Paris çizgisi nedir?
Çatlak büyüme eğrisinin merkezi alanı (alan II) Paris düz çizgisi olarak adlandırılır.
Çatlak uzunluğundaki sabit artış (da/dN), döngüsel gerinim yoğunluğu faktörü dK ile ilgili olarak, çatlak büyüme eğrisi olarak adlandırılır. Orta aralıkta (aralık II), çatlak büyüme eğrisi basit Paris yasasıyla matematiksel olarak tanımlanabilir:
Da/dN = C*(ΔK)m
Bu alandaki istikrarlı çatlak büyümesi, logaritmik olarak görüntülendiğinde eğrinin sabit bir eğime sahip olduğu anlamına geldiğinden, bu alan Paris düz çizgisi olarak da adlandırılır.
İlgili Ürünler: Yazılım
testXpert Research için ASTM E647'ye göre I ve II alanlarındaki çatlak büyümesini belirlemek için özel bir test spesifikasyonu vardır.
Test spesifikasyonu, hem salınımı hem de çatlak büyüme eğrisinin belirlenmesini gerçekleştirmek için kullanılabilir.
Farklı yük tipleri yardımı ile karakteristik değerler eşik değeri ΔKth, çatlak büyümesi da/dN ve Paris çizgisi otomatik olarak belirlenebilir.
İlgili Ürünler: Test Cihazları
Statik testler, dinamik testler ve çatlak oluşumu için farklı tahrik konseptlerine sahip test makineleri, çatlak büyümesini belirlemek için mevcuttur.
Yüksek frekanslı pulsatörler, çatlaklar oluşturmak ve ASTM E647'ye göre testler yapmak için kullanılabilir. Test sistemi, bir manyetik alanda harekete geçirilen ve böylece dinamik bir yük oluşturan bir yay kütle sistemine dayanmaktadır. Entegre bir elektromekanik tahrik tarafından statik bir ön yük uygulanır.
