Farklı yapı ve özelliklere sahip termoplastiklerin kırılma davranışlarında numune boyutu ve deney hızına bağlı değişimlerin incelenmesi - Büyükkaya, Kenan (My University, 2002)
Kırılma, mekanik bileşenlerin karşılaştığı hasar modlarının başında gelmektedir. Kırılma konusunda en önemli kavram malzemelerin kırılma tokluğudur. Kırılma tokluğunun ölçümü için basit darbe ve ağırlık düşürme testleri gibi bir çok standart test uygulanmaktadır. Çatlak hattından yüklenmiş numuneler veya çift konsollu kiriş şeklindeki numunelerle kırılma tokluğu ölçümü ilk olarak yapıştırmalı bağlantılarda gerçekleştirilmiştir. Daha sonra bazı metal alaşımları üzerinde test edilen bu yöntem polimetilmetakrilat ve polistiren gibi gevrek polimerlere de uygulanarak olumlu sonuçlar alınmıştır. Bu çalışmada esas olarak çift konsollu kiriş şeklindeki numunelerin yüksek ve orta yoğunluklu polietilen ve polipropilen gibi üç farklı polimer için uygulanabilirliğinin incelenmesi hedeflenmiştir. Başlangıçtaki denemelerde numunenin literatürde verilen geometrik şekli ile bunun mümkün olmadığı görüldü ve çözüm için yapılan uzun denemelerden sonra orijinal numune geometrisi üzerinde yapılan modifikasyonlar sonunda bu malzemeler için test edilebilir yeni bir numune geometrisine ulaşıldı. Levha halindeki üç cins polimer için bu yeni geometri esas alınarak üzerinde kırılmaya kılavuzluk edecek kanallar bulunan farklı boyut ve kalınlıkta numuneler hazırlandı. Üzerlerinde değişik uzunlukta çentik açılmış olan bu numuneler farklı hızlarda MOD-I testine tabi tutuldu. Kırılmadaki maksimum yükte oluşan çatlak açılma yer değiştirmesi ölçülerek kompliyans değerleri belirlendi. Elde edilen veriler numune kompliyansının çatlak uzunluğu ile değişimini gösterecek şekilde grafikler halinde sunuldu. Sonuçların deneylerde kullanılan polimerlerin mekanik özellikleri ile uyumlu olması ulaşılan numune geometrisinin bu malzemeler için uygulanabilir olduğunu göstermiştir. Fracture is the main failure mode of mechanical components. Fracture toughness of materials is the most important concept in the fracture subject. Several standard test methods such as simple impact and falling weight tests are utilised for the measurement of fracture toughness. The measurement of this property with crack-line loaded or double cantilever beam specimens were first applied on adhesively bonded joints. Later this method was tested on some metal alloys. It was also applied on brittle polymers such as polymethylmetacrylate and polystyrene and positive results obtained. The main aim of this study is to investigate the applicability of the double cantilever beam specimens for three different polymers namely high and medium density polyethylene and polypropylene. In the earlier trials it was found that it was impossible to test this specimen with the geometry which was given in the literature. After long trials; modifications were made on the original specimen geometry for the solution and finally a new geometry, applicable for these materials, was obtained. By considering the new geometry for the three types of sheet polymers, different size and thickness specimens with guide grooves were prepared. These specimens which have various length notches on them were subjected to MOD-I testing under different test speeds. Compliance values were determined by measuring the crack opening displacement which corresponds to maximum load. The obtained data were presented in the form of graphs which show the change of specimen's compliance with crack lenght. The conformity of results to the mechanical properties of specimen materials showed the applicability of present specimen geometry for these materials.
Keywords: Malzemelerin direnci; Mühendislik; Mühendislik malzemeleri; Termoplastikler