Gerilme Gerinim Poisson Oran Gerilme ve Gerinim Stress

Gerilme, Gerinim, Poisson Oranı

Gerilme ve Gerinim (Stress and Strain) Gerilme: Birim alana etki eden kuvvettir. Gerinim: Şekil değişiminin oranıdır. Normal gerilme d: Çap r: Yarıçap

Gerilme ve Gerinim (Mühendislik ve Gerçek Değer Hesaplamaları) Mühendislik Hesaplamaları Gerçek Değer Hesaplamaları

Gerçek Gerinim ve Mühendislik Gerinimi

Kesme Gerilmesi ve Kesme Gerinimi Normal Kesme

Poisson Oranı (ν, µ) -

Mekanik Testler ve Malzemelerin Mekanik Özellikleri

Malzemelerdeki Mekanik Davranış Analizi İçin Yapılan Mekanik Testler Çekme/Basma Testi (Tensile/Compression) Ani Darbe Testi (Impact) Izod Charpy Eğilme Testi (Bending) Burulma Testi (Twisting) Yorulma Testi (Fatigue) Sürünme Testi (Creep) Sertlik Testi (Hardness) Brinell Rockwell Vickers

Çekme / Basma Testi (Tensile / Compression Test) Malzemenin statik kuvvetler altındaki dayanım bölgeleri ve şekil değişim durumu mekanik özelliklerinin test edilmesinde kullanılır.

Çekme / Basma Deneyi Basma kuvveti (F) cismin boyunu (ΔL) kısaltır. Çekme kuvveti (F) cismin boyunu (ΔL) uzatır. Yük (F) (N) Boyca Uzama/Kısalma (ΔL) (mm) F 0=0 ΔL 0=0 F 1 ΔL 1 F 2 ΔL 2 F 3 ΔL 3 … … Fn ΔLn : Gerilme (N/mm 2) (MPa) : Birim şekil değiştirme (Birimsiz)

Gerilme-Gerinim (Birim Şekil Değiştirme) Eğrisi (Stress-Strain Curve) Çekme deneyinden elde edilen F- L (Kuvvet-Boyca Uzama) eğrisi F- L deki verilerinde elde edilen - (Gerilme-Birim uzama) eğrisi F σ ΔL : Gerilme : Birim şekil değiştirme ε

Gerilme-Gerinim Eğrisindeki Bölgeler Elastik Bölge Elastik Deformasyon (Kalıcı olmayan şekil değişimi) Akma Bölgesi Pekleşme Bölgesi Plastik Deformasyon (Kalıcı şekil değişimi) Boyun Verme Bölgesi

Layers beginning to roll over each other Atoms make new bonds large stress small stress released layers fall back to original place ELASTIC DEFORMATION stress released layers don’t back to original place And cause permanent deformation PLASTIC DEFORMATION

Akma Dayanımı (Yield Strength) Çekme/Basma testi uygulanan bir malzemede; ‘Plastik Şekil Değiştirme (pşd)’ olarak adlandırılan, Kalıcı Şekil Değiştirme anlamına gelen olayın başladığı gerilme değeridir. Akma dayanımı açısından malzemeler ikiye ayrılır: Gerilme-Gerinim eğrisindeki akma bölgesi belirgin olan malzemeler Gerilme-Gerinim eğrisindeki akma bölgesi belirgin olmayan malzemeler

Çelikte akma bölgesi belirgindir Alüminyumda akma bölgesi belirgin değildir Belirgin olmaması durumunda, akma dayanımı % 0. 2 kalıcı pşd oluşturan gerilme değerine eşittir.

Pekleşme (Work Hardening) Plastik deformasyonda; Dislokasyonlar uygulanan kuvvet doğrultusunda kayarak hareket ederler. Bu durum, yeni dislokasyonların (boşluk, yer alan, ara yer, tane sınırı vs. ) meydana gelmesini ve bunların yoğunluklarının artmasını sağlar. Dislokasyonların miktarının artması, malzemeyi sertleştirerek kristal blokların ve dislokasyon bölgelerinin birbirlerinin üzerinden hareketini sınırlandırarak engellenmesine yol açar. Dislokasyonları hareket ettirerek malzemenin şeklini değiştirmek için daha yüksek gerilmeler uygulamak gerekir. Bu durum deformasyon sertleşmesi veya PEKLEŞME (strain hardening-work hardening) olarak adlandırılır.

Süneklik / Gevreklik / Tokluk / Rezilyans Süneklik: plastik şekil değiştirme kabiliyetini ifade eder. Bu değerin büyümesi, malzeme kopana kadar daha büyük plastik şekil değiştirme göstermesi anlamına gelir. Kopma uzaması ve alan daralması parametreleri ile ifade edilebilir. Gevreklik: Plastik şekil değiştirme kabiliyetinin olmaması durumunu ifade eder. Eğri bazen elastik sınırda bazen de elastik sınıra çok yakın bir noktada son bulur. Tokluk: Malzemenin kopana kadar absorbe ettiği toplam enerjiyi ifade eder. - eğrisinin tamamının altında kalana eşittir. Rezilyans: Malzemenin elastik şekil değişimi sırasında depoladığı enerjidir. - eğrisinde elastik bölgenin altında kalana eşittir.

Elastik Bölge Boyun verme (necking) Plastik Bölge Heterojen PŞD Homojen PŞD Ç x Akma noktası (akma dayanımı) a x Elastik sınır 0. 002 x Çekme dayanımı (boyun verme başlangıcı) Kırılmakopma

Farklı Malzemelerin Gerilme-Gerinim Eğrileri

Çekme Testi Simülasyonu http: //classroom. materials. ac. uk/tensile. php

Hooke Yasası (Young Modülü) Hooke kanunu 17. yüzyıl İngiliz fizikçisi Robert Hooke tarafından ortaya konulmuştur. Bir maddenin şekil değişiminin, buna sebep olan kuvvetle doğru orantılı olduğunu açıklayan kanundur. Bu kanuna uyan malzemelere lineer elastik malzemeler denir. Elastisite Modülü (Young Modülü)

Hook Kanunu Normal gerilme = Birim şekil değişimi E = Elastiklik modülü Kayma gerilmesi N/mm^2=MPa t = Kayma gerilmesi = Kayma birim şekil değişimi G = kayma modülü

Elastisite Modülü (Young Modülü) Elastik bölge içerisinde iken; Malzemeye uygulanan yük veya kuvvet kaldırıldığında malzeme orijinal boyutuna geri döner. Elastik deformasyon nedeni yok edildiğinde malzemedeki şekil değişimi yok olur. Bu bölgede Hooke Kanunu geçerlidir. Malzeme üzerinde sadece elastik şekil değişimi vardır. Hooke Kanunu

Elastisite Modülü (Young Modülü) Malzemenin karakteristik özelliğidir (malzemeden malzemeye değişir) E büyüdükçe malzeme daha rijit hale gelir. (Uygulanan gerilmeye karşı daha az şekil değişimi gösterir. ) E küçüldükçe malzeme daha elastik davranır. (Daha düşük bir gerilme uygulanarak daha büyük şekil değişimi meydana getirilebilir. )

Malzemenin Elastisite Modülü Üzerine Etki Eden Parametreler Kimyasal içerik Ortam sıcaklığı

Kimyasal içeriğin etkisi E, bir malzeme özelliğidir ve kimyasal kompozisyondan etkilenir. Örn: Çelik Alüminyuma göre daha rijittir. (Rijitlik: Birim şekil değişimine karşı gösterilen direnç)

Sıcaklığın etkisi Sıcaklık arttıkça E, azalır. Malzeme daha sünek hale gelir. Low temperature High temperature

Çekme Uzaması ve Termal Genleşme Bir malzeme üzerinde hem çekme kuvvetinden hem de sıcaklık farkından dolayı boyca uzama veya kısalma meydana gelebilir. Termal Genleşme Katsayısı