T.C. DOKUZ EYLÜL ÜNİVERSİTESİ MAKİNA MÜHENDİSLİĞİ BÖLÜMÜ PLAKALARDA DARBE DENEYLERİ
ÖZET Darbe yabancı bir cismin bir cisme çarpması olayıdır. Darbe bir dinamik yükleme durumudur. Mukavemet dersinden de bilindiği üzere cisimlerin statik yüklemelerle dinamik yüklemelere cevabı farklılıklar arz eder.
Charpy-Izod Uzun yıllardır malzeme seçimlerinde numunenin darbe dirençleri Charpy ve Izod deneyleri yardımı ile bulundu. Bu deneyler önceki derslerde ayrıntılı bir biçimde incelenmiştir. Bu deneylerde numuneler çentikli bir şeklide üretiliyor ve bir çekiç yardımı ile çatlak açılacak şekilde darbeye maruz kalıyordu. Basit potansiyel enerjisi bağıntısı yardımı ile numune tarafından yutulan enerji bulunabilir.
Plakalara darbe: Hızları bakımından darbe Yüksek hızlı darbe Düşük hızlı darbe diye ikiye ayrılır.
Yüksek hızda darbe
Düşük hızda darbe A) Ankastre çubuk yardımı ile darbe
Düşük hızda darbe B) Sarkaç yardımı ile darbe 1-Darbe ucu, 2- Numune tutucu, 3- Numune
Düşük hızda darbe B) Ağırlık düşürme
Fiber takviyeli, tabakalı kompozit malzemeler yüksek teknoloji gerektiren yerlerde: uçak yapımı ve savunma sanayiinde ağırlıklı olarak kullanılmaktadır. düzlem içerisinden gelebilecek yükleme durumlarına karşı yüksek mukavemete sahip olmalarına karşın düzlem dışından gelen darbe yüklemelerine karşı zayıftırlar.
Darbe olayına, bakım esnasında uçağın gövdesinin üzerine düşürülen bir alet, uçağın hava alanına inip kalkması sırasında seken bir taşın kompozit yüzeye çarpması, kurşunun kompozit plakayı delmesi, şeklinde örnekler verilebilir.
Darbe yüküne maruz kompozit malzemelerin davranışını enerji profili metodu ile incelenebilir. Bu teknik, kompozit tabakaların nüfuziyet ve delme sınırlarını verir. Bu metod ayrıca geri sekme, nüfuziyet ve delme bölgelerini tanımlar ve kompozit malzemelerin bu bölgelerdeki enerji absorbe etme miktarlarını belirler.
Tipik bir kuvvet-çökme eğrisi
Kuvvet-çökme eğrisi
Şekil 5 Geri sekme, nüfuziyet ve delme bölgelerine ait fotoğraflar
Cam lifi-epoksi kompozitinin enerji profili