Malzemenin enerji soğurma kabiliyetine tokluk denilmektedir. Malzemeler kullanım alanlarına göre statik veya dinamik yüklere maruz kalabilmektedir. Statik yükleme durumunda malzemenin davranışını incelemek üzere malzemelere çekme deneyi veya basma deneyi yapılmakta, böylece malzemenin akma sınırı, kopma sınırı ölçülebilmektedir. Dinamik yüklemeye maruz kalan malzemelerde ise durum farklıdır. Çekme deneyinde yüksek mukavemet gösteren malzemeler dinamik yükleme yapıldığında, yani yükleme belli bir hız(veya ivme) ile yapıldığında aniden kırılabilmektedir. Sonuçta malzemelerin statik ve dinamik toklukları farklıdır.

 Dinamik tokluğu ölçmek için farklı yöntemler vardır. Bunlar genel olarak malzemeye belli bir hızda yükleme yapılması ve malzemenin verdiği cevabın ölçülmesi esasına dayanır. Bu deneylerin her birinde malzemeye bağlı olarak farklı numuneler kullanılır. Testler tüm malzemeye değil, numuneye uygulanır. Dinamik tokluğu ölçmek için prensip olarak 3 farklı darbe deneyi vardır:

1. Sarkaç testleri (İzod ve Charpy),
2. Hava veya gaz silah testleri (düşük hız veya balistik testler),
3. Ağırlık düşürme testleri.

 1.Sarkaç Testleri(İzod ve Charpy):

Belli bir yükseklikten düşürülen çekiç numuneye çarpar. Çarpmanın etkisiyle bir miktar enerjisini kaybeden çekiç başlangıçtakinden farklı bir yüksekliğe çıkar. İki yükseklik arasındaki enerji farkı malzemenin soğurduğu enerjiyi verir. Bu deneyler metallere uygulanmaktadır. Asıl amacımız metal dışı malzemelere uygulanan deneyleri belirlemek olduğundan bu deneylerin daha fazla teferruatına girilmeyecektir.

 2.Hava veya Gaz Silah Testleri:

Bu test, malzemenin tokluğu üzerine belli bir hız ve ivme ile çarptırılan cismin hangi hız ve ivme ile sıçradığının ölçülmesi esasına dayanır. Çarptırılan cismin kütlesi, içinin boş veya dolu olması deney sonuçlarını etkilemektedir. Bu tip deneyler genellikle beton malzemelere uygulanmaktadır. Aynı prensiple çalışan sertlik ölçme yöntemleri de mevcuttur.

 3.Ağırlık Düşürme Testleri:

Yüksekten düşürülen bir ağırlığın malzemede meydana getirdiği hasarın ölçüldüğü deneylerdir. Bu deneylerden bazıları yer değiştirmeyi veya ivmelenmeyi ölçmektedir. Böylece yük, yer değiştirme ve ivmelenmenin çarpma anındaki değişimi kaydedilir. Ağırlık düşürme deneyleri, numunenin sıcaklığı değiştirilerek de yapılmaktadır. Bu malzemenin dinamik tokluğunun sıcaklıkla değişiminin elde edilmesini sağlar. Sonuç olarak darbe yükü-zaman, darbe enerjisi-zaman, darbe enerjisi-sıcaklık grafiği bu deney sonucunda elde edilebilir.

 Ağırlık düşürme deneyleri farklı sıcaklıklarda tokluğun ölçülmesini sağladığından ferritik demirlerin geçiş sıcaklığını ölçmede kullanılır. Ayrıca camların, tabakalı kompozitlerin dinamik toklukları bu yöntemle ölçülebilmektedir.

 3.1.Camlara Uygulanan Ağırlık Düşürme Testi:

Camların dinamik tokluğu “Yüksekten Bilye Düşürme Testi” ile yapılmaktadır. Camların temperlenmiş veya temperlenmemiş olmasına göre numune büyüklükleri değişmektedir. Temperlenmiş camların toklukları daha yüksektir. Temperlenmiş bir camın 6 mm’lik numunesi, 2 m yükseklikten düşen 500 g ağırlığındaki bir bilye ile kırılırken, aynı deneyde temperlenmemiş cam 30 cm yükseklikten aynı ağırlıktaki bilye ile kırılabilmektedir.

 Adem ORUZ

26 Ekim 2015