Kauçuk malzemeler, özellikle döngüsel yükleme koşullarına maruz kalmakta ve çeşitli mühendislik uygulamalarında gerek birincil gerek ikincil fonksiyonlarda kritik bir rol oynamaktadır. Kauçuğun yorulma özelliklerini anlamak, ürün performansını ve dayanıklılığını öngörebilmek; kaliteyi ve emniyeti garanti ederken ticari olarak rekabetçi kalabilmek için hayati önem taşır.
Kauçuk yorulma testi cihazları, kauçuğun tekrarlayan yüklemelere karşı performansını test etmek için kullanılan makinelerdir. Kauçuğu sabitlemek ve ölçüm sonuçlarının gürültüden etkilenmemesi için sağlam bir çerçeveye, gerilmeyi uygulamak için aktüatörlere ve bunu ölçmek için sensörlere sahiptirler. Kontrol sistemi, gerilme seviyelerini ayarlar, verileri kaydeder. Bazı cihazlar farklı ortamları (sıcaklık, frekans, ...) taklit edebilir. Bu cihazlar, kauçuk ürünlerin kalite standartlarını karşıladığından ve parçalar gerçek koşullarda kullanıldığında istenen ömür dayanımına sahip olmasını sağlar. Kauçuk ömrü; malzeme özellikleri, çevresel faktörler, yükleme koşulları, yükleme geçmişi, parça geometrisi, imalat süreçleri, işletme koşulları ve yaşlanma etkileri gibi birçok faktörün kombinasyonuna bağlıdır. Tüm bu faktörlerin takip edilerek kauçuk yorulma davranışının incelenmesini zorlaştırmaktadır. Bu nedenle test cihazları belli başlı karakteristiklere, birbirine göre avantajlı ve dezavantajlı olduğu senaryolara sahiptir. Bu farklılıklara; test edilebilen sıcaklık aralığı, frekans aralığı, yükleme tipleri, ölçüm hassasiyetleri, parça boyutları vb. birçok etken örnek verilebilir.
R = -1 yükleme koşulları, bileşenlerin simetrik döngüsel yükleme koşullarına maruz kaldığı durumu temsil etmektedir. İncelenen test cihazının validasyonu bu yükleme tipinde kauçuk ömrünün tespiti içindir.
İncelenen çalışmalarda farklı yükleme tipleri haricinde, R=-1 koşulunun farklı bir mekanizmayla sağlandığı ya da cihaz validasyon çalışmalarının zayıf olduğu gözlemlenmiştir. Bu çalışmayla silindirik numuneleri eksenine göre farklı açılarda gerdirerek konumlandırdıktan sonra motordan alınan güç aracılığıyla numunelere dönme hareketi vermek suretiyle numunede sıkışan bölgede basma, genleşen bölgede çekme gerilmesi uygulamak suretiyle; sinüzoidal basma-çekme yükleme koşulunda kauçuk numunelerin ömür dayanımlarının tespit edilebilecektir. Ömür dayanımının doğru tespit edildiğini valide etmek için Wöhler eğrisi bu cihazla elde edilmiş kauçuk karışımı için; belirlenmiş test prosedürüne uygun olarak otomotiv parçası mamulü üzerinde gerçekleştirilen ömür testi sonuçlarıyla tutarlılığı incelenmiştir. ORCID NO: 0000-0001-9345-4308, 0000-0001-6665-4507
Anahtar Kelimeler: Kauçuk, Ömür Testi, Wöhler, Gerinim
|
