Kırılma mekaniği, metalik malzemelerde çatlaklar içerebilecek tüm mekanik ve inşaat projeleri için ve özellikle kaynağı yapısal birleştirme işlemi olarak kullanan malzemeler için oldukça önemlidir. Bu metodoloji sadece tasarımı değil, inşa edilen yapıların hizmet ömrünü de artırabilir.
CTOD testi diğer adıyla “Çatlak Ucu Açıklığı” testi endüstride kullanılan en yaygın parametrelerden birisidir. Çünkü testler pratiktir ve yöntemler standartlaştırılmıştır. Örneğin; BS-EN-ISO-15653 standardı, kırılma tokluğunu incelemek için iyi bir standarttır.
Çatlağın kütleşmesinin derecesi malzemenin tokluğu ile doğru orantılıydı. Bu gözlem araştırmacıların, çatlak ucundaki açılmayı kırılma tokluğunun bir ölçüsü olarak öngörmeyi sağladı. Bu parametreye CTOD adı denir. CTOD testi Elasto-Plastik kırılma mekaniğinde çatlağın her aşamasını görmemizi başarılı bir şekilde analiz eder. Bu sayede genel olarak yapının tamamını anlamamıza yardımcı olur. Bir çatlağın dengesiz kırığı veya büyümesini tahmin etmek, kırık mekaniğinin en önemli konusudur. Elbette ki buda, seçilen yapıya göre en kullanışlı malzemeyi seçmemize olanak sağlar.
Kaynaklı bağlantılardaki minimum CTOD değerini kolayca tespit etmek için Yorgunluk CTOD test yöntemi geliştirilmiştir. Bu testte, bir CTOD test numunesi, kaynaklı eklemlerin herhangi bir yerinde bir yorgunluk çatlak taraması yapan döngüsel yükleme altında düşük sıcaklıkta test edilir. Bu yöntem, birkaç örnekle minimum CTOD değerini bulmayı mümkün kılar. Yeni yöntem, kırılgan bölgenin yeri, gevrekleşmenin nedeni ve diğer amaçlar üzerinde çalışmak için uygulanabilir.
CTOD testi, başarısızlıktan önce bazı plastik deformasyonların meydana gelebileceği durumlarda kullanılan bir kırılma tokluk testidir. Yani bu test bir çatlağın uç açıklığının yer değiştirmesine olanak sağlar. Geleneksel olarak, doğru sonuçları sağlamak amacıyla daha önceden belirlenen sıcaklıkta üç test yapılır. Test parçasının kendisi orantılıdır her numunenin uzunluğu, derinliği ve kalınlığı birbiriyle alakası bulunur, böylece malzeme kalınlığı farkı gözetmeden tüm numuneler aynı oranlara sahiptir.
CTOD, hata oluşmadan önce ucun gerilmesine neden olan plastik deformasyon gösterebilen malzemeler üzerinde kullanılır. Bu yer değiştirmenin doğru ölçümü, testin esaslarından biridir. Bir CTOD testinde bir örnek hazırlamak için, numunenin ortasına bir çentik açılır ve sonra çentiğin tabanında dikkatlice gerçek bir yorgunluk çatlağı oluşturulur. Çatlak, işleme sürecinin sebep olduğu plastik deformasyonu belirten bir yerden geçebilecek boyutta olmalıdır.
Testte, numune 3 nokta bükülme alanına yerleştirilir ve çatlağın açtığı miktarı doğru bir şekilde ölçerek gerçekleştirilir. İşlenmiş olan çentiğin ağzında hassas olarak yerleştirilmiş iki bıçak kenarı arasında bulunan bir klipse monte edilen bir gerinim ölçerle gerinim hesaplanır. Çatlak ucu açıklığı uygulanan yüke karşı olarak çizilir. Bu testte kırık 3 farklı şekilde davranış gösterir; kırılgan kırık, pop-in ve sünek. İlk eğri, plastik deformasyonu az olan veya olmayan bir kırığı gösterir. İkinci eğri, çatlağın kırılgan bir şekilde başladığı ancak yakında daha sert sünek malzeme tarafından tutulduğu bir pop-in gösterir. Üçüncü eğri tamamen plastik veya sünek bir davranışı gösterir.
Yorumlar