Çimento esaslı lifli kompozitlerin dijital görüntü korelasyonu yöntemi ile çoklu çatlak davranışının incelenmesi

Abstract

Dijital görüntü korelasyonu (DIC), matematik tabanlı temassız bir deformasyon ölçüm tekniğidir. Mühendislik özellikleri geliştirilmiş çimentolu kompozitler (ECC) geleneksel lifli kompozitlerden farklı olarak kararlı çoklu çatlama davranışı göstermektedir. Bu kararlı çoklu çatlama davranışının analizi, kompozitin mekanik ve durabilite performansının değerlendirilmesi açısından oldukça önemlidir. Bu çalışmada, DIC'in mühendislik malzemelerinin deformasyon ölçümleriyle ilgili uygulama alanları detaylı bir literatür taramasıyla sunulmuştur. ECC’nin çoklu çatlak davranışının analizi ile ilgili yapılan çalışmalar taranmış ve DIC yönteminin bu amaçla kullanılabilirliği deneysel olarak incelenmiştir. Bu kapsamda yüksek çekme dayanımlı polipropilen lif kullanılarak kemik şeklinde çekme numuneleri üretilmiştir (HTPP-ECC). Kompozitlerin çekme yüklemesi altındaki deformasyonları numune etrafına yerleştirilen 4 adet geleneksel deformasyon ölçer (LVDT- Linear variable differential transformer) ve DIC tabanlı bir kamera sistemiyle kaydedilmiştir. LVDT ve DIC yöntemleri ile elde edilen bulgular kıyaslanarak, DIC tekniğinin kompozitlerin çoklu çatlama davranışının incelenmesinde kullanılabilirliği araştırılmıştır. Sonuç olarak, DIC’nin ECC’lerde deformasyon ölçümü açısından LVDT’lerle yakın sonuçlar verdiği ve çatlak analizi avantajıyla geleneksel yöntemlerden üstün yanları olduğu tespit edilmiştir.

Digital image correlation (DIC) is a mathematically based non-contact deformation measurement technique. Engineered cementitious composites (ECC) exhibit steady state multiple-cracking behavior unlike conventional fiber reinforced composites. Analysis of this stable multiple cracking behavior is quite important in terms of evaluating the mechanical and durability performance of the composite. In this study, DIC's application areas on deformation measurements of engineering materials are presented with a detailed literature review. Studies on the analysis of the multiple cracking behavior of ECC have been researched and the availability of the DIC method experimentally investigated for this purpose. In this context, dog-bone shaped tensile specimens were produced by using high tenacity polypropylene fibers (HTPP-ECC). The deformations of the composites under tensile loading were recorded with 4 conventional deformation gauges (LVDT-Linear variable differential transformer) and a DIC based camera system. The usability of DIC technique in the investigation of the multiple cracking behavior of composites was investigated by comparing the data obtained by LVDT and DIC methods. In conclusion, DIC has close results with LVDTs in terms of deformation measurement in ECCs and has superiority than traditional methods with the advantage of crack analysis.