» Destek » Bilgisayar Kontrollu Çekme Test Cihazlarındaki Uygulamalar İçin Tavsiyeler (DIN EN 10 002-1 (2001) Normundaki A Eki)

Bu normun A ekinde bilgisayar kontrollu çekme test cihazlarındaki uygulamalar üzerine tavsiyeler konusu tam manasıyla komple yeniden ele alınmıştır. Temelde normal kısım olarak plânlanan, fakat sadece bir bilgi parçası olarak tanımlanan bu ek, bazı CEN üyelerinin (Batı Avrupa ülkelerinin çoğunun Norm Müesseseleri) kesin tarifi gibi halen bağlayıcı bir norm halinde kabul edilmiş olarak çok ileri gitmiştir. Aslında plânlanan, bu kısmın ilerdeki yenilenmesinde normal bir kısım olarak belirlenmesi, yani onu ISO 6892 (2003) normunun bir sonraki yenilenmesinde ele alınmasıdır. Bu husus mütehassıslarca, hemen hemen tüm çekme test cihazlarının bilgisayar kontrollü ve değerlendirme olanaklı olması ve ayrıca pek çok eski test cihazlarının da (özellikle kapasitesi > 200 kN olan büyük test cihazlarının) ekonomik olarak modern ölçme, kumanda ve değerlendirme sistemleriyle donatılmış olabilecekleri nedeniyle de zorunlu olarak görülmektedir.

3.1 Cihazın donatılması (Ek A.3.1)
3.2 Ölçme değerleri saptama sıklığı (Ek A.3.2)
3.3 Mekanik özelliklerin saptanması (Ek A.4)

3.3.1 Üst akma sınırı (ReH) (Ek A.4.2)
3.3.2 Alt akma sınırı (ReL) (Ek A.4.3)
3.3.3 Akma sınırı uzamasının (Ae) saptanması (Ek A.4.7)
3.3.4 Elâstik alanda eğrinin yükselişinin ölçümü (Ek A.4.9)
3.3.5 Proporsiyonel olmayan uzamadaki uzamasınırı (Rp) ve toplam uzamadaki uzama sınırı (Rt) (Ek A.4.4)
3.3.6 En yüksek kuvvetteki toplam uzamanın (Agt) saptanması (Ek A.4.8)
3.3.7 Test parçası kopmasının tarifi, kopma anında toplam uzamanın (At) saptanması ve kopma uzamasının (A) saptanması (Ek A.4.6)

3.4 Test cihazının test programının testi (Ek A.4.5)


3.1 Cihazın donatılması (Ek A.3.1)

Çok önemli bir nokta, normda ölçülen ham verilerle ilgili tüm bilgiler mümkünse SI birimleri olarak verilmelidir. Bu ise örneğin ASCII kodunda bir tablo halinde olabilir, uygulayıcıya test sonuçlarının farklılığında manuel veya bilgisayar kontrollu değerlendirmeye, bilinen tablolu hesaplama programlarının uygulanmasına ve yine test cihazının test programıyla saptanan değerlerin de kontrol edilmesine olanak sağlar.

Yukarı

3.2 Ölçme değerleri saptama sıklığı (Ek A.3.2)

Modern test tekniği bugün yüksek veri sıklığı, "sağır" yazıcıdan vazgeçilmek suretiyle düşük filtreleme ve en yüksek çözünürlükle çalışabilmektedir. Bu gelişme bu meyanda kuvvet akışları ve tepe noktaları için farklı sonuçlara yol açmaktadır. Bu nedenle burada mukayese edilebilir test sonuçlarına erişebilmek üzere asgari bir ölçme değerleri saptama sıklığı tanımlamasının gereği kaçınılmaz olmuştur. Bu aşağıdaki formülle hesaplanır:

fmin = v? / (ReH x q) x 100

Bu formüldeki işaretlerin anlamları şöyledir:
fmin: 1/s olarak asgari değer saptama sıklığı
v?: MPa/s olarak gerilim artış hızı
ReH: MPa olarak üst akma sınırı (MPa cinsi Rp0,2)
q: (EN ISO 7500-1'de) Cihaz göstergesi nisbi sapması

Buradan anlaşıldığı gibi test hızının artması, test cihazı nın hassasiyetinin artması (küçük olan sınıf sayısı) ve akma sınırının azalmasıyla gerekli ölçme değeri saptaması sıklığı artmaktadır. Örnek olarak burada verilebilecek olan 400 MPa bir akma sınırı, 60 MPa/s bir gerilim artış hızı ve maksimum %1'lik bir gösterge sapmasında 15 Hz'lik bir asgari ölçme değeri saptama sıklığı hesaplanmaktadır (Şekiller 2a ve 2b).

Yukarı

3.3 Mekanik özelliklerin saptanması (Ek A.4)

Kuvvet/Uzama eğrilerinin değerlendirilmesi için bilgisayar sisteminin uygulanması, matematiksel bakışla yapılan eski tariflerin her zaman doğru olmaması nedeniyle kısmen tanımlama değerlerinin yeniden tarifini zorunlu kılmaktadır. Bu husus özellikle üst akma sınırında son derece belirgindir.

Yukarı

3.3.1 Üst akma sınırı (ReH) (Ek A.4.2)
Normun genel tekstinde üst akma sınırı "Gerilimin ilk belirgin düşüşünün görüldüğü yerin hemen öncesinde saptanan gerilimdir" olarak tarif edilmektedir. Fakat çene kaydırmaları belirgin gerilim düşüşlerine neden olmaktadır. Bu yüzden tarif şöyle genişletilebilir: ReH şimdi gerilim olarak şöyle tarif edilebilir: "Takip eden minimum %0,05 uzamadan önceki maksimum kuvvetin aşılmaması gerektiği minimum %0,5 kadar kuvvet düşüşünün görüldüğü noktadaki en yüksek gerilimdir" Normun genel tekstinde üst akma sınırı "Gerilimin ilk belirgin düşüşünün görüldüğü yerin hemen öncesinde saptanan gerilimdir" olarak tarif edilmektedir. Fakat çene kaydırmaları belirgin gerilim düşüşlerine neden olmaktadır. Bu yüzden tarif şöyle genişletilebilir: ReH şimdi gerilim olarak şöyle tarif edilebilir: "Takip eden minimum %0,05 uzamadan önceki maksimum kuvvetin aşılmaması gerektiği minimum %0,5 kadar kuvvet düşüşünün görüldüğü noktadaki en yüksek gerilimdir"

Yukarı

3.3.2 Alt akma sınırı (ReL) (Ek A.4.3)
Normun 4.9.2.2. bölümüne göre alt akma sınırının (ReL) tarifi "Gerilim dalgalanmalarının dikkate alınmadığı yerde akma alanındaki en küçük gerilim" ibaresi muhafaza edilmektedir. A ekindeki genişletilmiş tarifte test süresinin kısaltılması için eklenen "… ReL için bir anma değeri olarak ReH değerine göre % 0,25 miktarında bir uzama içindeki en düşük gerilime tekabül eden bir değer verilir, ki o esnada titreşim belirtileri dikkate alınmaz … ReL değerinin bu yöntemle saptanmasında test hızı artırılabilir." Bu yöntemin uygulanması sadece akma sınırının belirgin olduğu malzemelerde ve şayet akma gerilimi uzamasının (AeL) saptanmasının istenmediği hallerde mümkündür. Uygulama halinde bu husus test raporunda belirtilmelidir. Endüstriyel kabul testinde test sürelerinin kısaltılması çok önemli bir anlam taşır. Muhakkak ki bu sırada yine en fazla bilgisayar kumandalı sistemli test cihazları söz konusudur. Maamafih test süresinin kısaltılması olanağının gösterilmesi bilgisayar sisteminin uygulanmasıyla bağlantılı değildir ve bu yüzden otoritelerin düşüncelerine göre normun genel bölümünde yer almaz.

Normun 4.9.2.2. bölümüne göre alt akma sınırının (ReL) tarifi "Gerilim dalgalanmalarının dikkate alınmadığı yerde akma alanındaki en küçük gerilim" ibaresi muhafaza edilmektedir. A ekindeki genişletilmiş tarifte test süresinin kısaltılması için eklenen "… ReL için bir anma değeri olarak ReH değerine göre % 0,25 miktarında bir uzama içindeki en düşük gerilime tekabül eden bir değer verilir, ki o esnada titreşim belirtileri dikkate alınmaz … ReL değerinin bu yöntemle saptanmasında test hızı artırılabilir." Bu yöntemin uygulanması sadece akma sınırının belirgin olduğu malzemelerde ve şayet akma gerilimi uzamasının (AeL) saptanmasının istenmediği hallerde mümkündür. Uygulama halinde bu husus test raporunda belirtilmelidir. Endüstriyel kabul testinde test sürelerinin kısaltılması çok önemli bir anlam taşır. Muhakkak ki bu sırada yine en fazla bilgisayar kumandalı sistemli test cihazları söz konusudur. Maamafih test süresinin kısaltılması olanağının gösterilmesi bilgisayar sisteminin uygulanmasıyla bağlantılı değildir ve bu yüzden otoritelerin düşüncelerine göre normun genel bölümünde yer almaz.

Yukarı

3.3.3 Akma sınırı uzamasının (Ae) saptanması (Ek A.4.7)
Akma sınırı uzaması (Ae) akma sınırının başlangıcındaki ve sonundaki uzamalar arasındaki farktır. Başlangıç yeri Kuvvet/Uzama eğrisinde yükselişin sıfıra doğru gittiği bir noktadır ve tanjantı bir yatay çizgi oluşturur. Bir üst akma sınırı mevcutsa bu nokta ReH'daki uzamadır. Akma gerilimi uzamasının bittiği, yükselmenin sıfır olduğu son noktadan çizilen yatay bir çizgi ilk doğru olarak ve ikinci bir doğru olarak ise Kuvvet/Uzama eğrisinin pekleştirme alanında mümkün mertebe eğrinin dönüm noktasına yakın bir noktadan bir tanjant çizilerek bulunur. Her iki doğrunun kesişme noktası akma sınırı uzamasının sonunu gösterir. Bulunan iki ölçme değeri çiftiyle interpolasyon yapılarak saptanmalıdır. Burada şimdi anlamlı bir düzeltmenin sonrası sorulabilir.

Akma sınırı uzaması (Ae) akma sınırının başlangıcındaki ve sonundaki uzamalar arasındaki farktır. Başlangıç yeri Kuvvet/Uzama eğrisinde yükselişin sıfıra doğru gittiği bir noktadır ve tanjantı bir yatay çizgi oluşturur. Bir üst akma sınırı mevcutsa bu nokta ReH'daki uzamadır. Akma gerilimi uzamasının bittiği, yükselmenin sıfır olduğu son noktadan çizilen yatay bir çizgi ilk doğru olarak ve ikinci bir doğru olarak ise Kuvvet/Uzama eğrisinin pekleştirme alanında mümkün mertebe eğrinin dönüm noktasına yakın bir noktadan bir tanjant çizilerek bulunur. Her iki doğrunun kesişme noktası akma sınırı uzamasının sonunu gösterir. Bulunan iki ölçme değeri çiftiyle interpolasyon yapılarak saptanmalıdır. Burada şimdi anlamlı bir düzeltmenin sonrası sorulabilir.

Yukarı

3.3.4 Elâstik alanda eğrinin yükselişinin ölçümü (Ek A.4.9)
Elâstik alanda eğrinin yükselişinin saptanmasında, proporsiyonel olmayan uzamadaki (Rp) uzama sınırlarının saptanmasının, veya en yüksek kuvvetteki proporsiyonel olmayan uzamanın (Ag) ve kopma uzamasının (A) saptanmasının, bu tanımlama değerlerinin bunlardan etlenebileceği nedeniyle özel bir önemi vardır. Ayrıca eğri segmanlarının kaydırılması temeline dayanan norm yöntemlerine göre yapılan çalışmalar da özellikle uygundur. Parametreler olarak da eğri segmanlarının boyları (kullanılan noktaların sayısı) ve eğrinin yükselişinin saptanışı için seçilen eşitlik denklemi gösterilmektedir. Eğrinin elâstik alandaki yükselişi de eğri segmanlarının sabit bir yükseliş gösterdiği ve seçilen temsil edilme şartlarının karşılandığı alandaki ortalama yükselişini ifade eder. Bu meyanda anlamsız yükseliş değerlerini önlemek için kullanıcının yükseliş sınırlarını her halü kârda önce den belirlemesi tavsiye edilir.
Elâstik alanda eğrinin yükselişinin saptanmasında, proporsiyonel olmayan uzamadaki (Rp) uzama sınırlarının saptanmasının, veya en yüksek kuvvetteki proporsiyonel olmayan uzamanın (Ag) ve kopma uzamasının (A) saptanmasının, bu tanımlama değerlerinin bunlardan etlenebileceği nedeniyle özel bir önemi vardır. Ayrıca eğri segmanlarının kaydırılması temeline dayanan norm yöntemlerine göre yapılan çalışmalar da özellikle uygundur. Parametreler olarak da eğri segmanlarının boyları (kullanılan noktaların sayısı) ve eğrinin yükselişinin saptanışı için seçilen eşitlik denklemi gösterilmektedir. Eğrinin elâstik alandaki yükselişi de eğri segmanlarının sabit bir yükseliş gösterdiği ve seçilen temsil edilme şartlarının karşılandığı alandaki ortalama yükselişini ifade eder. Bu meyanda anlamsız yükseliş değerlerini önlemek için kullanıcının yükseliş sınırlarını her halü kârda önce den belirlemesi tavsiye edilir.

Maamafih otoritelere göre eğrideki yükselmenin saptanması, şayet elâstik doğrunun kalitesini doğrudan etkileyen aşağıdaki faktörler önceden dikkate alındığında çokdaha kolay olacaktır. Bunları şöyle sıralayabiliriz:

  • Optimal olarak nümune hazırlanışı
  • Test parçasının paralel eksende sıkılması
  • Mümkün mertebe test parçasının her iki yanından tu tan çatallı bir ekstensometre kullanılması
  • Mümkün olduğunca test parçasına yakın pozisyonlama yapan bir ölçme sistemi kullanımı
  • Mümkünse ölçme boyu (Le) büyük olan cihaz seçimi

Elâstik doğrular böylece önceden belirlenen sınırlar arasında linear bir regresyon ile değerlendirilir, değerlendirmenin kontrolu ise hesaplanan doğrunun eğri üzerinde çizilmesi suretiyle yapılır. Gayet tabiidir ki, regresyon hesabı sınırları sabit olarak yazılmamalı, fakat test edilecek malzemeye göre seçilmeli ve testten sonra doğruluğu kontrol edilmeli, gerekli görüldüğünde düzeltilmeli ve düzeltilmiş değerler ile test yeniden yapılmalıdır.

Hatırlatma: İnsan gözünün kalitesinin bu tür bir değerlendirme için genellikle düşük olduğu bilinir.

Yukarı

3.3.5 Proporsiyonel olmayan uzamadaki uzamasınırı (Rp) ve toplam uzamadaki uzama sınırı (Rt) (Ek A.4.4)
Değerler genel kısma göre saptanmalıdır. Maamafih dijital sistemlerde kesin değerler mevcut olduğu ve çok ender hallerde bu tanımlama değerleri çizilen doğru ile kesin aynı olacağı için bunlar düzeltilmiş eğri üzerinde boyu L0 uzamasında, radiusta ve de parça kafasının ve hatta test cihazının elâstik şekil değişiminde belirtilmemiş olmasıdır. Kısmen muhtelif hesaplama işlemleri bu sorunları dikkate almak üzere gündeme gelmektedir. Onlar temelde şimdiye kadar ampirik olarak bulunan düzeltme faktörleri olup tesisler, malzeme ve/veya uzamalara bağlıdır. Yani sadece belli bir uygulama durumunda kullanılabilir.


Değerler genel kısma göre saptanmalıdır. Maamafih dijital sistemlerde kesin değerler mevcut olduğu ve çok ender hallerde bu tanımlama değerleri çizilen doğru ile kesin aynı olacağı için bunlar düzeltilmiş eğri üzerinde boyu L0 uzamasında, radiusta ve de parça kafasının ve hatta test cihazının elâstik şekil değişiminde belirtilmemiş olmasıdır. Kısmen muhtelif hesaplama işlemleri bu sorunları dikkate almak üzere gündeme gelmektedir. Onlar temelde şimdiye kadar ampirik olarak bulunan düzeltme faktörleri olup tesisler, malzeme ve/veya uzamalara bağlıdır. Yani sadece belli bir uygulama durumunda kullanılabilir.

Yukarı

3.3.6 En yüksek kuvvetteki toplam uzamanın (Agt) saptanması (Ek A.4.8)
Genel kısımdaki en yüksek kuvvetteki uzamanın (Agt) tarifi genişletilmiştir. O akma sınırı uzaması alanından sonraki kısmında makul olarak düzeltilen Gerilim/Uzama eğrisinin maksimum noktasındaki toplam uzamayı karşılar. Bu esnada 3. drecedeki bir denklemin temelinde bir regresyon yapılması tavsiye edilir. Ek olarak bir açıklama hatırlatılır, ki bazı malzemelerde (örneğin çift kat çinko kaplamalı galvaniz saçlar ve bölgesel olarak alevlerden dolayı hasar görmüş çelik saçlar gibi yoğun olarak soğuk işlenmiş malzemelerde) en büyük kuvvet daima incelme başladığı anda oluşmaz ve böyle durumlarda uzama, incelmenin başladığı an Agt değerini saptamak için kullanılabilir. Burada tekrar otoritelerin normun genel kısmındaki 2.1.7 sayılı bölümünde görülen en yüksek kuvvetteki toplam uzama (Agt) değerinin saptanması konusunu hatırlatırız. "Anlamlı düzeltme veya bir düzeltme her zaman gereklimidir" sorusuna otoriteler bölüm "4.3 Ag veya Agt değerlerinin saptanması için Gerilim/Uzama diyagramında yapılacak düzeltme" kısmında cevap vermektedir.

Genel kısımdaki en yüksek kuvvetteki uzamanın (Agt) tarifi genişletilmiştir. O akma sınırı uzaması alanından sonraki kısmında makul olarak düzeltilen Gerilim/Uzama eğrisinin maksimum noktasındaki toplam uzamayı karşılar. Bu esnada 3. drecedeki bir denklemin temelinde bir regresyon yapılması tavsiye edilir. Ek olarak bir açıklama hatırlatılır, ki bazı malzemelerde (örneğin çift kat çinko kaplamalı galvaniz saçlar ve bölgesel olarak alevlerden dolayı hasar görmüş çelik saçlar gibi yoğun olarak soğuk işlenmiş malzemelerde) en büyük kuvvet daima incelme başladığı anda oluşmaz ve böyle durumlarda uzama, incelmenin başladığı an Agt değerini saptamak için kullanılabilir. Burada tekrar otoritelerin normun genel kısmındaki 2.1.7 sayılı bölümünde görülen en yüksek kuvvetteki toplam uzama (Agt) değerinin saptanması konusunu hatırlatırız. "Anlamlı düzeltme veya bir düzeltme her zaman gereklimidir" sorusuna otoriteler bölüm "4.3 Ag veya Agt değerlerinin saptanması için Gerilim/Uzama diyagramında yapılacak düzeltme" kısmında cevap vermektedir.

Yukarı

3.3.7 Test parçası kopmasının tarifi, kopma anında toplam uzamanın (At) saptanması ve kopma uzamasının (A) saptanması (Ek A.4.6)
Test parçası kopmasının genişletilmiş tarifinde, kopma noktası olarak, birbirini takip eden iki ölçüm noktası arasındaki kuvvet düşüşünden en az beş kat büyük bir kuvvet düşüşünü takip eden bir düşüşte maksimum çekme kuvvetinden %3 daha düşük olduğu nokta olarak ön görülmektedir (Şekil 3). Ekstensometre çatalı kopmaya kadar parça üzerinde kalırsa belirlenen uzama değeri kopmadaki toplam uzamayı (At) gösterir. (Bu değerin geçerliliği için bakınız 2.1.1.) "Ekstensometre çatalı kopmadan önce çekilirse o zaman ekstensometre çatalının ayrılması ile kopma noktası arasındaki uzama ölçümü traversten yapılır. Uygulanan yöntem kontrol edilebilmelidir." Burada sorun olarak görülen ne ekstensometre çatalının ayrılışının ne zaman mümkün olduğunun tarif edilmemiş olması (örneğin en yüksek kuvvette), ne de en azından pekiştirme alanında- travers hareketi ve parçanın ölçme şur (bakınız Şekil 4). Böylece algılayıcı anma değerinin milyonda 1 hassasiyetinde bir çözünürlük mümkündür. Ancak pratikteki ölçme sinyali teorik çözünürlüğün bir kademesinden biraz fazla dalgalandığı için DIN EN ISO 7500-1 normuna göre çözünürlük olarak bir digite yarım dalgalanma genişliği eklenmesi belirtilmiştir. Prensipte şartlı olarak her analog ölçme sinyalinde kuvvetlendirici, filtrasyon ve dijitalizasyon vasıtasıyla birkaç ölçme adımı büyüklüğünde oluşan fakat uzama ölçerlerinin dijital sinyallerinde olmayan bir sinyal gecikmesi oluşur.Tanımlama değerlerinin saptanması için kuvvetlerle uzamalara ait değerlerin ard arda sıralanmış olması gerektiğinden sinyal akışı süreleri dikkate alınmalı ve ölçme değerleri onların "oluşum" anı sonunda bir araya getirilmelidir.

Test parçası kopmasının genişletilmiş tarifinde, kopma noktası olarak, birbirini takip eden iki ölçüm noktası arasındaki kuvvet düşüşünden en az beş kat büyük bir kuvvet düşüşünü takip eden bir düşüşte maksimum çekme kuvvetinden %3 daha düşük olduğu nokta olarak ön görülmektedir (Şekil 3). Ekstensometre çatalı kopmaya kadar parça üzerinde kalırsa belirlenen uzama değeri kopmadaki toplam uzamayı (At) gösterir. (Bu değerin geçerliliği için bakınız 2.1.1.) "Ekstensometre çatalı kopmadan önce çekilirse o zaman ekstensometre çatalının ayrılması ile kopma noktası arasındaki uzama ölçümü traversten yapılır. Uygulanan yöntem kontrol edilebilmelidir." Burada sorun olarak görülen ne ekstensometre çatalının ayrılışının ne zaman mümkün olduğunun tarif edilmemiş olması (örneğin en yüksek kuvvette), ne de en azından pekiştirme alanında- travers hareketi ve parçanın ölçme şur (bakınız Şekil 4). Böylece algılayıcı anma değerinin milyonda 1 hassasiyetinde bir çözünürlük mümkündür. Ancak pratikteki ölçme sinyali teorik çözünürlüğün bir kademesinden biraz fazla dalgalandığı için DIN EN ISO 7500-1 normuna göre çözünürlük olarak bir digite yarım dalgalanma genişliği eklenmesi belirtilmiştir. Prensipte şartlı olarak her analog ölçme sinyalinde kuvvetlendirici, filtrasyon ve dijitalizasyon vasıtasıyla birkaç ölçme adımı büyüklüğünde oluşan fakat uzama ölçerlerinin dijital sinyallerinde olmayan bir sinyal gecikmesi oluşur.Tanımlama değerlerinin saptanması için kuvvetlerle uzamalara ait değerlerin ard arda sıralanmış olması gerektiğinden sinyal akışı süreleri dikkate alınmalı ve ölçme değerleri onların "oluşum" anı sonunda bir araya getirilmelidir.

Yukarı

3.4 Test cihazının test programının testi (Ek A.4.5)

Bir test sisteminin test programının kalitesi bu program ile saptanan malzeme özellikleri değerlerinin bilinen yolla temelde çizimlere (diyagramlara) dayalı olarak elde edilen basit Değerlendirme/Hesaplama yönteminde analog veya dijital olarak bulunan veriler ile karşılaştırılarak kontrol edilmelidir. Bu sırada frekans bandı genişliğine, saptama sıklığı ve ölçme hatalarına dikkat edilmelidir. Aynı test parçasına ait bilgisayar ile analog değerlendirme arasındaki ufak farklar büyük kapasiteli bir software olduğunu gösterir. Böyle bir değerlendirme için aynı olan 5 test parçası test edilmeli ve her parçaya ait tanımlama değeri farklarının ortalaması Tablo 2'de görülen sınırlar içinde olmalıdır. "Bu yöntem sadece test programının, ilgili test parçasının şekline, test edilen malzemeye ve yine ilgili test şartlarına göre değerleri doğru saptadığını teyid eder."

Yukarı