Kompozit Yüzeylere Strain Gage Uygulaması

Birkac ay once siteme ekledigim ancak kaybolan yazıyı tekrar ekliyorum.

__________________________________________________________

Kişisel sayfamı facebook gibi sosyal paylaşımlardan ayırt edilmesine yönelik bir yazı yazmanın zamanı coktan gelmişti. Lakin ancak ete kemiğe dokunur bir paylasım konusu bulabildim.

Strain gage‘ler, bir malzeme yüzeyinde meydana gelen gerilmenin türünü ve şiddetini görmemize, kıyaslamamıza, gerektiğinde önlem almamıza yarayan ölçüm aleti çeşitlerinden bir çeşit. Strain gage’ler kadar yoğun kullanılmasa da yük hücreleri (load cell), kuvvet sensorleri(force sensor), FBG sensörler ve bir sürü çeşit baska sensörler de yük durumunu göstermekte kullanılıyor.

Geçtiğimiz haftalarda EX-EN Mühendislik tarafından yapılan kullanıcı konferansına katılarak strain–gage eğitimi alma fırsatı bulmuştum. Bu yazıda, bu eğitimde aldığım birkaç notu ve SU lab’daki ilk strain gage uygulamamı paylasacagım.

Öncelikle strain gage nedir, nasıl çalışır gibi soruların cevaplarını almış kişiler için, Vishay Precision  Group’un websitesindeki ilgili verileri içeren bu linki paylaşıyorum. Linkteki pdf’lerde, strain gage ve ilgili tüm teorik-pratik konular anlatılmakta,yüksek sıcaklık (yani oda sıcaklığından fazla) uygulamaları için gerekli sıcaklık kompanzasyonu(self temperature compensation)da Precision Strain Gages baslıklı maddede yer almakta. Ayrıca burada da lineer patern (genel kullanım tek eksenli) strain gage’ler  ve çeşitleri yer almakta.

Gelelim uygulamaya, bizim çalışmamızda kompozit numunelerde (epoxy-carbon unidirectional pre-preg) fiber doğrultusuna paralel ve yerleştirilen fiber Bragg grating sensör ile mümkün olduğunca üst üste gelecek şekilde strain gage yerleşimi yapılmıştır. Strain gage (gerinim pulu) yapıştırılması işlemi belli bir prosedüre ve sıraya göre gerçekleştirilmektedir. Yapılan ölçümün hassasiyeti ve doğruluğu strain gage’in yüzeye yapıştırılması aşamasındaki titizlik ve doğruluğa bağlıdır. Detayı aşağıda belirtilen, işlem sırasında izlenen adımlar kısaca şu şekilde:yüzey temizleme-kuru ve ıslak zımparalama-nötralizasyon-yüzey yapıştırma-koruma kaplamasının atılması,son olarak sıcak çikolota keyfi.

İlk olarak numunenin üzerinde bulunduğu yüzeye, strain gage’in yapıştırılacağı numunenin orta noktası için referans çizgiler atılmıştır. Ardından numune bu çizgilerin hemen yakınına bir noktaya işlem esnasında hareket etmemesi ve FBG’lerin zarar görmemesi için tutturulmuştur. Numune epoxy esaslı carbon fiber kompozit olduğu için, küçük adımlarda zımparalamaya ihtiyac duyulmamıştır. Yüzeyinde bir oksit tabakası olan metal türü numunelerde 220 ya da 320’lik zımparalama yapılmaktadır.

İlk aşama,yüzey degreaser ile yağ-kir ve benzeri yüzey kalıntılarından temizlendikten sonra 400’lük zımpara ile ilk önce kuru bir şekilde pürüzlülük belli ve homojen oluncaya kadar zımparalanır. Ardından yüzey, Vishay Precision’dan temin edilen (HBM yada Omega da tavsiye edilir) strain gage yapıştırma setinde bulunan conditioner ile birkaç damla ıslatılarak 400′lük ile zımparalamaya bir miktar daha devam edilir.  Bu işlem tamamlandıktan sonra, kesinlikle yüzeyde tortu bırakmayacak bir tür bez ile (gazlı bez/surgical gauze) tek yönde silinir. Ardından yüzeye birkaç damla  neutralizer damlatılır ve pamuklu çubuk (cotton stick) ile tek yönde yüzeye yayılır. Bir dakikalık bir beklemenin ardından, strain gage’in üstte kalacak yüzeyine bant yapıştırılır ve kompozite yapıştırılır. Straingage’in terminal kısmı sabitlendikten sonra, bant yukarı katlanır ve gage’in alt yüzeyine çok az miktarda kullanılan yapıştırının katalizörü sürülür. Yine bir dakika bekledikten sonra strain gage ile kompozit yüzey arasında kalan yapıştırıcıdan bir damla yüzeye damlatılır. Strain gage’in terminal kısmından başlayacak şekilde, gage ileriye doğru parmağa sarılmış gazlı bezle ittirelerek boşluksuz bir yapıştırma olması sağlanır. Bu işlem tamamlandıktan sonra, yüzeyin kurumasını takiben isteğe bağlı bir şekilde poliüretan yada silikon esaslı yüzey koruyucu kaplama yüzeye tatbik edilir. Burada bahsettiğimiz ekipmanlar Vishay Precision Group’dan temin edilen strain–gage’ler ile birlikte gelmektedir. Herhangi bir çeşit ihtiyac için EX-EN Mühendislik ile irtibata geçilebilir.