Split Hopkinson Pressure Bar Test Sistemi ve Yüksek Sıcaklık Fırını

Bugüne kadar Kara Harp Okulu Makine Mühendisliğine 2016 ve Atılım Üniversitesi Makine Mühendisliği Bölümüne 2017 yılında kurulan iki adet Split Hopkinson Pressure Bar Test Sistemi geliştirilmiş ve kalibrasyonu yapılarak işletmeye alınmıştır. Split Hopkinson test düzeneği savunma, havacılık, uzay ve otomotiv endüstrilerinde yüksek mukavemetli, yüksek sıcaklık ve darbe dayanımına sahip, aynı zamanda hafif malzeme arayışları için dünyada sayılı ve önde gelen araştırma merkezlerinde kullanılan mekanik test sistemlerinden birisidir. Buradan elde ettiği tecrübe ile çekme ve burulma test sistemlerinin tasarımı ve imalatını da hedeflenmektedir.

Split Hopkinson Pressure Bar Test Sisteminin Şematik Görünümü

Yüksek hızlarda metal işleme, metallerin sıcak ve soğuk şekillendirilmesi, darbeli yükleme, çarpışma, patlama gibi proses ve olaylarda mühendislik malzemeleri statik yükleme durumundan farklı mekanik özellikler gösterirler. İleri imalat yöntemleri, savunma teknolojileri, roket-füze sistemleri ve zırhlı araç tasarımında kullanılan malzemelerin şekil değiştirme hızı ve sıcaklığa bağlı olarak mekanik davranışının bilinmesi, malzeme bünye denklemlerinin çıkarılması ve mekanik davranışına etki eden malzeme sabitlerinin (gerinim, gerinim hızı ve sıcaklığa bağlı parametreler) bulunması simülasyon çalışmalarında önem kazanmaktadır. Yüksek Gerinim Hızlı Test Laboratuvarında; metal, seramik ve polimer esaslı malzemelerin [1000 s-1-20000 s-1] gerinim hızı aralığındaki dinamik yüklemelerde mekanik davranışı oda sıcaklığı ve yüksek sıcaklıklarda (500 ⁰C’ye kadar) belirlenebilmekte, malzemelerin bünye denklemleri bulunabilmektedir.

Farklı gerinim hızlarında, farklı sıcaklıklarda deformasyona maruz kalan silindirik basma numuneleri

Oda Sıcaklığı ve Yüksek Sıcaklıkta AA5083’e ait Yüksek Gerinim Hızlı Testler

1000 ºC kapasiteli PID Sıcaklık Kontrollü Fırın

SHPB Test Sistemi Kalibrasyon Kontrolü

Johnson-Cook Malzeme Modeli (Bünye Denklemi)

Split Hopkinson Pressure Bar Test Sistemi ile mühendislik malzemelerinin yüksek gerinim hızlarında ve sıcaklıklarda malzeme davranışı ve bünye denklemleri farklı Malzeme Modelleri kullanılarak belirlenebilmekte, malzeme parametreleri testler sonucunda hassas bir şekilde bulunmaktadır.

SCS Test Numuneleri

15% büyütülmüş

25% büyütülmüş

65% büyütülmüş

65% büyütülmüş

Al-5083 Numunelerin Farklı Gerinimlerde Optik Mikroskop Görüntüleri:

Al-7039 Alaşımında Kayma Bantlarının Gelişimi

SCS test numunelerinin mikro-yapı incelemesi sonucunda mekanik davranış ile malzeme mikroyapısı arasındaki ilişki fiziksel olarak belirlenebilmektedir.