JFM 301 SİSMOLOJİ ELASTİSİTE TEORİSİ Elastisite teorisi yer içinde dalga yayılımını incelerken çok yararlı olmuştur.

Benzer belgeler
DÜZLEMDE GERİLME DÖNÜŞÜMLERİ

ELASTİSİTE TEORİSİ I. Yrd. Doç Dr. Eray Arslan

Kompozit Malzemeler ve Mekaniği. Yrd.Doç.Dr. Akın Ataş

Elastisite Teorisi Hooke Yasası Normal Gerilme-Şekil değiştirme

Kompozit Malzemeler ve Mekaniği. Yrd.Doç.Dr. Akın Ataş

ŞEKİL DEĞİŞTİRME HALİ

SİSMİK PROSPEKSİYON DERS-1 (GİRİŞ) DOÇ.DR. HÜSEYİN TUR

Elastisite Teorisi. Elçin GÖK. 5. Hafta. Stress-Strain. Gerilme Deformasyon Gerilme Gerinim Gerilme Yamulma. olarak yorumlanır.

Elastisite Teorisi Düzlem Problemleri için Sonuç 1

Kompozit Malzemeler ve Mekaniği. Yrd.Doç.Dr. Akın Ataş

STATIK MUKAVEMET. Doç. Dr. NURHAYAT DEĞİRMENCİ

MUKAVEMET DERSİ. (Temel Kavramlar) Prof. Dr. Berna KENDİRLİ

Tablo 1 Deney esnasında kullanacağımız numunelere ait elastisite modülleri tablosu

Kompozit Malzemeler ve Mekaniği. Yrd.Doç.Dr. Akın Ataş

YTÜ Makine Mühendisliği Bölümü Mekanik Anabilim Dalı Özel Laboratuvar Dersi Strain Gauge Deneyi Çalışma Notu

Ders 10: Elastik Gerilim-Deformasyon Bağlantısı

Malzemelerin Mekanik Özellikleri

TEKNOLOJİNİN BİLİMSEL İLKELERİ. Öğr. Gör. Adem ÇALIŞKAN

9. TOPRAKTA GERİLME DAĞILIMI VE YANAL TOPRAK BASINCI

EKSENEL YÜKLERDEN OLUŞAN GERILME VE ŞEKİL DEĞİŞİMİ Eksenel yüklü elemanlarda meydana gelen normal gerilmelerin nasıl hesaplanacağı daha önce ele

Düzgün olmayan dairesel hareket

KUVVET, MOMENT ve DENGE

MALZEMELERİN MEKANİK ÖZELLİKLERİ

Malzemelerin Deformasyonu

DEFORMASYON VE STRAİN ANALİZİ

YAPI MALZEMELERİ DERS NOTLARI

3. KUVVET SİSTEMLERİ

Uygulanan dış yüklemelere karşı katı cisimlerin birim alanlarında sergiledikleri tepkiye «Gerilme» denir.

İŞ : Şekilde yörüngesinde hareket eden bir parçacık üzerine kuvveti görülmektedir. Parçacık A noktasından

Saf Eğilme(Pure Bending)

EĞRİSEL HAREKET : Silindirik Bileşenler

BÖLÜM 6 GERÇEK AKIŞKANLARIN HAREKETİ

9. TOPRAKTA GERİLME DAĞILIMI VE YANAL TOPRAK BASINCI

Elastisite Teorisi Polinomlar ile Çözüm Örnek 2

FİZ 216 ELEKTRİK ve MANYETİZMA GRADİYENT DİVERJANS ROTASYONEL (KÖRL) HELMHOLTZ TEOREMİ KOORDİNAT SİSTEMLERİ

ELASTİK DALGA YAYINIMI

Bu bölümde Coulomb yasasının bir sonucu olarak ortaya çıkan Gauss yasasının kullanılmasıyla simetrili yük dağılımlarının elektrik alanlarının çok

MALZEME BİLGİSİ DERS 6 DR. FATİH AY.

BATMIŞ YÜZEYLERE GELEN HİDROSTATİK KUVVETLER

Tanım Akışkanların Statiği (Hidrostatik) Örnekler Kaldırma Kuvveti Örnek Eylemsizlik Momenti Eylemsizlik Yarıçapı

BİRİM ŞEKİLDEĞİŞTİRME DÖNÜŞÜMÜ

Akışkan Kinematiği 1

Elektromanyetik Dalga Teorisi

Kompozit Malzemeler ve Mekaniği. Yrd.Doç.Dr. Akın Ataş

A A = A 2 x + A 2 y + A 2 z (1) A A. Üç-boyutlu uzayda, iki tane vektörü kartezyen koordinatlarda dikkate alalım: A = Axˆx + A y ŷ + A z ẑ,

Nokta uzayda bir konumu belirtir. Noktanın 0 boyutlu olduğu kabul edilir. Herhangi bir büyüklüğü yoktur.

Mukavemet. Betonarme Yapılar. Giriş, Malzeme Mekanik Özellikleri. Dr. Haluk Sesigür İ.T.Ü. Mimarlık Fakültesi Yapı ve Deprem Mühendisliği

GERİLME ANALİZİ VE MOHR ÇEMBERİ MUKAVEMET

TEKNOLOJİNİN BİLİMSEL İLKELERİ

TEMEL MEKANİK 6. Yrd. Doç. Dr. Mehmet Ali Dayıoğlu Ankara Üniversitesi Ziraat Fakültesi Tarım Makinaları ve Teknolojileri Mühendisliği Bölümü

2. Amaç: Çekme testi yapılarak malzemenin elastiklik modülünün bulunması

MALZEMELERİN MEKANİK ÖZELİKLERİ

BÖLÜM 4: MADDESEL NOKTANIN KİNETİĞİ: İMPULS ve MOMENTUM

Mühendislik Mimarlık Fakültesi Makine Mühendisliği Bölümü

2. Basınç ve Akışkanların Statiği

Maddenin Mekanik Özellikleri

ELASTİK DALGA YAYINIMI

Bölüm-4. İki Boyutta Hareket

Fizik Dr. Murat Aydemir

Malzemenin Mekanik Özellikleri

Fizik 101-Fizik I Dönme Hareketinin Dinamiği

Mühendislik Mekaniği Statik. Yrd.Doç.Dr. Akın Ataş

HAREKET HAREKET KUVVET İLİŞKİSİ

BÖLÜM 1: MADDESEL NOKTANIN KİNEMATİĞİ

REOLOJĐ. GERĐLME, ŞEKĐL DEĞĐŞĐMĐ ve ZAMAN ĐLĐŞKĐLERĐ

TEKNOLOJĐNĐN BĐLĐMSEL ĐLKELERĐ DERS NOTLARI

KAYMA GERİLMESİ (ENİNE KESME)

Kirişlerde Kesme (Transverse Shear)

Fizik 101-Fizik I Katı Bir Cismin Sabit Bir Eksen Etrafında Dönmesi

TİTREŞİM VE DALGALAR BÖLÜM PERİYODİK HAREKET

MALZEME BİLGİSİ DERS 7 DR. FATİH AY. fatihay@fatihay.net

Bölüm 6 AKIŞ SİSTEMLERİNİN MOMENTUM ANALİZİ

Burulma (Torsion) Amaçlar

EĞİLME. Köprünün tabyası onun eğilme gerilmesine karşı koyma dayanımı esas alınarak boyutlandırılır.

Fizik-1 UYGULAMA-7. Katı bir cismin sabit bir eksen etrafında dönmesi

Noktasal Cismin Dengesi

TORK VE DENGE. İçindekiler TORK VE DENGE 01 TORK VE DENGE 02 TORK VE DENGE 03 TORK VE DENGE 04. Torkun Tanımı ve Yönü

r r r F İŞ : Şekil yörüngesinde hareket eden bir parçacık üzerine kuvvetini göstermektedir. Parçacık A noktasından

ELEKTRİKSEL POTANSİYEL

İş, Güç ve Enerji. Fiz Ders 7. Sabit Bir Kuvvetin Yaptığı İş. Değişen Bir Kuvvetin Yaptığı İş. Güç. İş-Kinetik Enerji Teoremi

Fiz Ders 10 Katı Cismin Sabit Bir Eksen Etrafında Dönmesi

Soru 1: Şekil-1 de görülen düzlem gerilme hali için: b) elemanın saat yönünde 30 0 döndürülmesi ile elde edilen yeni durum için elemana tesir

Manyetik Alanlar. Benzer bir durum hareketli yükler içinde geçerli olup bu yüklerin etrafını elektrik alana ek olarak bir manyetik alan sarmaktadır.

RİJİT CİSMİN DÜZLEMSEL KİNETİĞİ: ENERJİNİN KORUNUMU

YARIYIL İÇİ ÇALIŞMALARI SIRA KATKI YÜZDESİ Ara Sınav 1 60 Kısa Sınav 2 30 Ödev 1 10 Toplam 100 Finalin Başarıya Oranı 50 Yıliçinin Başarıya Oranı 50

Vektörler Bölüm Soruları 1. İki vektör eşit olmayan büyüklüklere sahiptir. Toplamları sıfır olabilir mi? Açıklayınız.

ÇEKME DENEYİ 1. DENEYİN AMACI

Ödev 1. Ödev1: 600N luk kuvveti u ve v eksenlerinde bileşenlerine ayırınız. 600 N

Gravite alanı belirlemede modern yaklaşımlar

BASMA DENEYİ MALZEME MÜHENDİSLİĞİ BÖLÜMÜ. 1. Basma Deneyinin Amacı

Fizik 101-Fizik I Statik Denge ve Esneklik

DİNAMİK - 7. Yrd. Doç. Dr. Mehmet Ali Dayıoğlu Ankara Üniversitesi Ziraat Fakültesi. Tarım Makinaları ve Teknolojileri Mühendisliği Bölümü

BAŞKENT ÜNİVERSİTESİ MAKİNE MÜHENDİSLİĞİ BÖLÜMÜ MAK 402 MAKİNE MÜHENDİSLİĞİ LABORATUVARI DENEY 9B - BURULMA DENEYİ

MALZEMELERİN MEKANİK ÖZELLİKLERİ

Yrd. Doç. Dr. Fatih TOSUNOĞLU Erzurum Teknik Üniversitesi Mühendislik Fakültesi İnşaat Mühendisliği Bölümü

Sistem Dinamiği. Bölüm 3- Rijit Gövdeli Mekanik Sistemlerin Modellenmesi. Doç.Dr. Erhan AKDOĞAN

ĐŞ GÜÇ ENERJĐ. Zaman. 5. Uygulanan kuvvet cisme yol aldıramıyorsa iş yapılmaz. W = 0

Fizik 101: Ders 4 Ajanda

Gerilme. Bölüm Hedefleri. Normal ve Kayma gerilmesi kavramının anlaşılması Kesme ve eksenel yük etkisindeki elemanların analiz ve tasarımı


Transkript:

JFM 301 SİSMOLOJİ ELASTİSİTE TEORİSİ Elastisite teorisi yer içinde dalga yayılımını incelerken çok yararlı olmuştur. Prof. Dr. Gündüz Horasan Deprem dalgalarını incelerken, yeryuvarının esnek, homojen ve izotrop (yön bağımsız) olduğunu, deprem odağının bir noktadan ibaret olduğunu, ve depreme neden olan kuvvetlerin çok kısa süreli olduğunu kabul edeceğiz. Bu koşullar altında deprem dalgalarını esnek dalgalar olarak inceleyebiliz. Homojen Cisim: Cismin herhangi bir fiziksel özelliği hacmi içinde noktadan noktaya değişmezse cisme homojen cisim denir. İzotrop: Eğer cismin özellikleri cismin içinde doğrultuya bağlı değilse buna izotrop cisim denir. Anizotrop: Cismin özellikleri cismin içinde doğrultuya bağlı olarak değişiyorsa buna anizotropi denir. 1

Gerilme () Elastik Cisim Bir kuvvetin etkisi altında deformasyona uğrayan ve kuvvet kalktıktan sonra eski durumuna dönen cisme elastik cisim, böyle bir deformasyona da elastik deformasyon denir. Elastik bir ortamda gerilme ile yamulma arasında doğrusal bir ilişki vardır. Bu ilişki Hooke yasası ile açıklanabilir. Hooke Kanunu Gerilme (Stress) ve Bileşenleri =E. =Gerilme E= Elastik parametre = yamulma elastik Deformasyon A B Gerilme, cisimde birim alana isabet eden kuvvettir. Gerilme S alanı üzerine etki eden f kuvvetinin bu alana bölümü şeklinde tanımlanır. Gerilmenin matematik ifadesi O A cisme gerilme uygulanır, gerilme kaldırıldığında cisim eski haline döner. A B yamulma doğrusal değildir. Buna Deformasyon denir. Kopma yoksa başka bir yerden geri dönüş olur( A C ). Buna kalıcı deformasyon denir. O C Kalıcı Deformasyon Yamulma ( ) S yüzeyine etki eden kuvvet 2

Gerilmeyi matematiksel olarak incelemek için kartezyen koordinat sisteminde bileşenlere ayırmak yararlı olur. Bunun için gerilmeyi koordinat eksenlerine dik olan üç düzlemdeki bileşenlerine ayırmak gerekir. Birim Kübün Yüzeyine Etki Eden Gerilme Bileşenleri z zx xx zz xz 2. indis kayma gerilmesinin kendi doğrultusunu gösterir. zy yz xy 1. indis gerilmenin etki ettiği yüzeyin dış normalinin doğrultusunu yx yy y zz zy P zz zy x Eksenleri x 1, x 2, x 3 olarak gösterilen kartezyen koordinat sisteminde kübün yüzeyine etki eden gerilme bileşenleri Bir cismin içinde herhangi bir o noktasına etkiyen gerilme xx xy xz yx yy yz zx zy zz ile verilir. Birim küpte gerilme hali 9 bileşenle tanımlanır. Bu tür büyüklüklere tansörel denir. Gerilme 9 tane bileşeni olan bir tansördür. 3

Gerilme bileşenleri birbirinden bağımsız değildir. Göz önüne aldığımız elemanter küp, denge halinde olduğundan kübe etki eden kuvvetlerin denge halinde olması gerekir. Yani kübe etki eden kuvvetlerin momentleri toplamı sıfır olmalıdır. Kübün merkezinden geçen ve z eksenine paralel bir eksen etrafında döndürmeye çalışan gerilmeleri göz önüne alalım. Bunu yapabilecek gerilme bilesenleri xy ve yx dir. Kübümüz dengede olduğundan bu 2 gerilmenin Z eksenine göre momentleri toplamı sıfır olmalıdır. a a 2 2 0 2 2 xy. a. yx. a. 0 xy xy yx yx Benzer şekilde Y ve X eksenlerine göre momentleri toplamı sıfır yapılarak, yz = zy, xz = zx bulunur. (Moment=Gerilme. Gerilmenin etkilediği alan. Moment kolu) 4

Böylece gerilme; xx xy xz = xy yy yz xz yz zz Şeklinde yazılabilir. 9 tane gerilme bileşeninin 6 tanesi birbirinden bağımızdır. Gerilmelerden üç tanesi yüzeye diktir. Bunlara xx yy NORMAL GERİLME denir. Diğer altı tane gerilme ise yüzey içinde kalır. xy xz yz yx zx zy ise TEĞETSEL GERİLME (yada KAYMA GERİLMESİ) bileşenleri denir. zz Normal gerilme tesir ettiği yüzeyin dış normali doğrultusunda ise çekme gerilmesi denir (+) dir. Eğer cismin içine doğru yönelmişse basınç gerilmesi denir ( )dir. Kayma gerilmesinde ise tesir ettiği düzlemin dış normali ile kendi yönü A. İkisi birden pozitif ise B. her ikiside negatif ise Pozitif işaretini taşır Kayma gerilmesinin kendi yönü ile etkidikleri dış normalin yönleri farklı işaretli ise bunlar - işareti alır. GERİLME BİLEŞENLERİ Teğetsel gerilmeler ise; xy yz zx xy yz zx 5

YAMULMA (STRAIN) Bir cismin birim miktarında gerilmeye karşı meydana gelen şekil ve hacim değişmesine yamulma (veya birim deformasyon) denir. Elastik yay üzerinde sadece x yönüne etki eden bir gerilme durumu düsünelim. Bir O noktasından sabitlenmis elastik bir yay durumundaki değişikliğin nasıl olacağına bakalım; Yay üzerindeki L noktası gerildikten sonra L noktasına u uzaklığına hareket eder ve M noktası da M noktasına u+du uzaklığına ulaşır. x yönündeki yamulma (e xx ) şöyle yazılabilir; e xx = (LM nin boyundaki değişim)/(lm nin orjinal boyu) ( L ' M ' LM ) xx LM ( x u x) xx x xx u / x Limit durumunda (x=0) L noktasındaki yamulma, xx =u/x olur. Analizi x ve y olarak iki boyutlu genişletirsek, şekildeki gibi x-y düzlemindeki bir dikdörtgende oluşan deformasyonu hesaba katmamız gerekir. LMN noktaları L M N noktalarına taşınır. L( x, y) y L u u dy y v v dx x M ( x x, y) N( x, y y) L'( x u, y v) M '( x u u ( u / x) x, y v ( u / x) x N '( x u ( u / y) y, y y v ( v / y) y) x x-y düzlemindeki bir dikdörtgende oluşan deformasyon. Hem şekil hemde dönme sözkonusudur. 6

Şekilde dikdörtgen boyutunu değiştirdiği kadar şeklinide değiştirir. NLM açısı 12(kayma açısı ) kadar azalır. 1 + 2 = v/x + u/y Dikdörtgenin seklinde bir değişim olduğu kadar, saatin tersi yönünde ile simgelenen ½( 1-2 ) kadarlık bir açıyla dönme söz konusudur. 1 ( 1 2 ) 2 1 v u ( ) 2 x y, y ekseninde saatin tersi yönünde bir açıdır. j Yamulma kuramına göre sonsuz küçük v/x, u/y ihmal edilebilir. Şekildeki dikdörtgen için değişimin ölçüsü kayma bileseni olarak adlandırılır ve yx olarak yazılır. Yamulma tansiyonel bir büyüklüktür; 1 ij ( ui, j uj, i ) 2 U yerdeğiştirme İlk indis (i) bileşen İkinci indis (j) türevi gösterir. j Uzaklık ortamında türevdir x j NORMAL YAMULMA BİLEŞENLERİ Gerilmede olduğu gibi yamulmada da normal ve teğetsel bileşenler tanımlanır. Yamulma bileşenleri şöyle tanımlanır; U xx x V yy y zz z xx, yy, zz Uzunluktaki değişim miktarlarını gösterir. olması halinde yamulma 7

TEĞETSEL YAMULMA BİLEŞENLERİ- Kayma Deformasyonları v u xy yx x y v zy yz y z u xz zx z x Dönme Bileşenleri w v x y z u w y z x v u z x y Yamulmadan sonra cisimde oluşacak bağıl hacim değişimi V/V= ya kübik dilatasyon denir. U=iu+jv+kw Yerdeğiştirme vektörü (U) nün bileşenleri u, v, w dir. Kübik dilatasyon ile dönme vektörü w yı bulmak için aşağıdaki vektör işlemleri uygulanır. Kübik dilatasyon =U = xx + yy + zz =V/V Rotasyon W= xu=i W x +jw y +kw z 8

ESNEK CİSİMLERDE GERİLME İLE YAMULMA ARASINDAKİ İLİŞKİLER Normal gerilmeler, xx =(+2) xx + ( yy + zz ) =+2 xx yy =(+2) yy + ( zz + xx ) =+2 yy zz =(+2) zz + ( xx + yy ) =+2 zz dir. Esnek cisimde gerilmelerle yamulmalar orantılıdır. Teğetsel gerilmeler; xy = xy yz = yz zy = zx dir. Normal yamulmalar, xx =1/E[ xx - ( yy + zz )] yy =1/E[ yy - ( zz + xx )] zz = 1/E[ zz - ( xx + yy )] E:young modülü ESNEKLİK PARAMETRELERİ Teğetsel yamulmalar, xy =1/ xy yz =1/ yz zx =1/ zy dir. E, gerilmenin bağıl uzamaya oranıdır. Young modulü olarak tanınır. E= p/(l/l), Gerilme sonucunda bağıl kısalmanın (d/d), bağıl uzamaya (L/L) oranı dır. Poisson oranı olarak tanımlanır. σ =(d/d)/ (L/L), tegetsel gerilmenin teğetsel yamulmaya oranıdır (Esnek cismin şekil değiştirmeye karşı gösterdiği direnç). Rijidite olarak tanımlanır. =d/d k, esnek cismin hacim değişimine karşı gösterdiği dirençtir (Gerilme/ birim hacim değişimi). Sıkıştırılmazlık olarak tanımlanır. k=- p/ (v/v) P:Basınç gerilmesi :teğetsel gerilme 9

Çeşitli esneklik parametri arasındaki ilişkiler (3 2 ) E E k 3(1 2 ) 2 k 3 E 3 k(1 2 ) 2( 1) 2(1 ) 10