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

Benzer belgeler
ELASTİK DALGA YAYINIMI

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

Elastisite Teorisi Hooke Yasası Normal Gerilme-Şekil değiştirme

Maddenin Mekanik Özellikleri

REOLOJĐ. GERĐLME, ŞEKĐL DEĞĐŞĐMĐ ve ZAMAN ĐLĐŞKĐLERĐ

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

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

Ders 10: Elastik Gerilim-Deformasyon Bağlantısı

DEFORMASYON VE STRAİN ANALİZİ

SİSMİK DALGALAR. Doç.Dr. Eşref YALÇINKAYA (4. Ders) Sismogramlar üzerinde gözlenebilen dalgalar sismik dalgalar olarak adlandırılır.


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

ELASTİK DALGA YAYINIMI

Fizik 101-Fizik I Statik Denge ve Esneklik

İNŞAAT MALZEME BİLGİSİ

MALZEMELERİN MEKANİK ÖZELLİKLERİ

Deprem Mühendisliğine Giriş. Onur ONAT

Malzemenin Mekanik Özellikleri

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

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

TEKNOLOJİNİN BİLİMSEL İLKELERİ. Öğr. Gör. Adem ÇALIŞKAN

FİZİKSEL JEOLOJİ-I DERS NOTLARI

DEPREMLER - 2 İNM 102: İNŞAAT MÜHENDİSLERİ İÇİN JEOLOJİ. Deprem Nedir?

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

Malzemelerin Mekanik Özellikleri

MUKAVEMET TEMEL İLKELER

Prof.Dr.İrfan AY. Arş.Gör.T.Kerem DEMİRCİOĞLU. Öğr. Murat BOZKURT. Balıkesir

ÖĞRENME ALANI : FİZİKSEL OLAYLAR ÜNİTE 2 : KUVVET VE HAREKET

Zemin Gerilmeleri. Zemindeki gerilmelerin: 1- Zeminin kendi ağırlığından (geostatik gerilme),

MALZEME BİLİMİ. Mekanik Özellikler ve Davranışlar. Doç. Dr. Özkan ÖZDEMİR. (DERS NOTLARı) Bölüm 5.

ÇEKME DENEYİ 1. DENEYİN AMACI

MALZEMELERİN MEKANİK ÖZELLİKLERİ

Malzeme Bilimi Ve Labaratuvarı MEKANİK ÖZELLİKLER

Konu: Maddelerin Esnekliği. Ders Sorumlusu: Fahrettin KALE. Hazırlayan: Nurcihan ARICAN

YAPI MALZEMELERİ DERS NOTLARI

INS13204 GENEL JEOFİZİK VE JEOLOJİ

DERS-3 -REOLOJİ- VİSKOZİTE VE AKIŞ TİPLERİ

BİLGİSAYAR DESTEKLİ TASARIM VE ANALİZ (ANSYS)

GÜZ YARIYILI MUKAVEMET MÜFREDATI

FZM 220. Malzeme Bilimine Giriş

BMM 205 Malzeme Biliminin Temelleri

Mühendislik Mimarlık Fakültesi Makine Mühendisliği Bölümü

Dokuz Eylül Üniversitesi İnşaat Mühendisliği Bölümü YAPI MALZEMESİ I DERSİ REOLOJİ KT 1

BASMA DENEYİ MALZEME MÜHENDİSLİĞİ BÖLÜMÜ. 1. Basma Deneyinin Amacı

ASİSTAN ARŞ. GÖR. GÜL DAYAN

MÜHENDİSLİK JEOLOJİSİ İNŞAAT MÜHENDİSLİĞİ BÖLÜMÜ İÇİN

MUKAVEMET SAKARYA ÜNİVERSİTESİ MAKİNE MÜHENDİSLİĞİ BÖLÜMÜ MAKİNE ELEMANLARI-I DERS NOTU

5 kilolitre=..lt. 100 desilitre=.dekalitre. 150 gram=..dag g= mg. 0,2 ton =..gram. 20 dam =.m. 2 km =.cm. 3,5 h = dakika. 20 m 3 =.

Tablo 1 Deney esnasında kullanacağımız numunelere ait elastisite modülleri tablosu

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

MATERIALS. Kavramı. Third Edition. Ferdinand P. Beer E. Russell Johnston, Jr. John T. DeWolf. Lecture Notes: J. Walt Oler Texas Tech University

AKIŞKANLAR MEKANİĞİ. Prof. Dr. Mehmet ARDIÇLIOĞLU 1. Kaynaklar. Prof. Dr. M. S. Kırkgöz, Kare Yayınları.

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

Bölüm 2: Akışkanların özellikleri. Doç. Dr. Tahsin Engin Sakarya Üniversitesi Makine Mühendisliği Bölümü

Elastisite Teorisi Düzlem Problemleri için Sonuç 1

ÇEKME DENEYİ. Şekil. a) Çekme Deneyi makinesi, b) Deney esnasında deney numunesinin aldığı şekiler

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

2. ÜNİTE : KUVVET VE HAREKET

Deprem bir doğa olayıdır. Deprem Bilimi ise bilinen ve bilinmeyen parametreleriyle, karmaşık ve karışık teoriler konseptidir

Hareket halindeki elektrik yüklerinin oluşturduğu bir sistem düşünelim. Belirli bir bölgede net bir yük akışı olduğunda, akımın mevcut olduğu

FZM 220. Malzeme Bilimine Giriş

Genel Jeoloji I (YERYUVARI)

MADDE ve ÖZELLİKLERİ

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

MÜHENDİSLİK JEOLOJİSİ. Of Teknoloji Fakültesi İnşaat Mühendisliği Bölümü Şubat.2015

DOLAŞIM - HEMODİNAMİK AKIŞKAN OLARAK BİYOLOJİK SIVILARIN (KAN) TEMEL ÖZELLİKLERİ. Prof. Dr. Belma TURAN Biyofizik Anabilim Dalı

9. SINIF FİZİK YAZ TATİLİ ÖDEV KİTAPÇIĞI. MEV Koleji Özel Ankara Okulları

ELASTİSİTE TEORİSİ I. Yrd. Doç Dr. Eray Arslan

Malzemelerin Deformasyonu

TEKNOLOJİNİN BİLİMSEL İLKELERİ. Bölüm-4 MALZEMELERDE ÇEKME-BASMA - KESME GERİLMELERİ VE YOUNG MODÜLÜ Malzemelerde Zorlanma ve Gerilme Şekilleri

Sistem Özellikleri 10/7/2014. Basınç, P Sıcaklık, T. Hacim, V Kütle, m Vizkozite Isıl İletkenlik Elastik Modülü

Dış ve İç Kuvvet; 3. HAFTA. Dış kuvvet

Veysel Işık. JEM 107/125/151 Genel Jeoloji I. Yerin Merkezine Seyehat. Prof. Dr.

MALZEME SEÇİMİ ve PRENSİPLERİ

JEM 419 / JEM 459 MAGMATİK PETROGRAFİ DERSİ

2: MALZEME ÖZELLİKLERİ

TAHRİBATLI MALZEME MUAYENESİ DENEYİ

04_Nisan _2012 ITAP_Deneme Sınavı

SAKARYA ÜNİVERSİTESİ SAKARYA MESLEK YÜKSEKOKULU

SONUÇLAR : Deneylerde ansal birim uzama varlığı nedeni. e = s/e 2. -f-s/e, (1.0-exp (Ei/v) t) formülünün kullanılması daha uygun gözükebilir.

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

ÖĞRENME ALANI: Kuvvet ve Hareket 2.ÜNİTE: Kaldırma Kuvveti ve Basınç. Kaldırma Kuvveti

BİYOLOLOJİK MALZEMENİN TEKNİK ÖZELLİKLERİ PROF. DR. AHMET ÇOLAK

GİRİŞ. Faylar ve Kıvrımlar. Volkanlar

Bilin bakalım hangisi dolu?

YTÜ Mimarlık Fakültesi Statik-Mukavemet Ders Notları

MECHANICS OF MATERIALS

E = U + KE + KP = (kj) U = iç enerji, KE = kinetik enerji, KP = potansiyel enerji, m = kütle, V = hız, g = yerçekimi ivmesi, z = yükseklik

TERMAL ve ENERJİ MÜHENDİSLİĞİ. Rıdvan YAKUT

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

STATIK MUKAVEMET. Doç. Dr. NURHAYAT DEĞİRMENCİ

9. TOPRAKTA GERİLME DAĞILIMI VE YANAL TOPRAK BASINCI

Deneyin Amacı Çekme deneyinin incelenmesi ve metalik bir malzemeye ait çekme deneyinin yapılması.

Yrd.Doç.Dr. Hüseyin YİĞİTER

T.C. KAHRAMANMARAŞ SÜTÇÜ İMAM ÜNİVERSİTESİ MAKİNE MÜHENDİSLİĞİ BÖLÜMÜ M-220 ÇEKME DENEYİ

İNM Ders 2.2 YER HAREKETİ PARAMETRELERİNİN HESAPLANMASI. Yrd. Doç. Dr. Pelin ÖZENER İnşaat Mühendisliği Bölümü Geoteknik Anabilim Dalı

Kuvvet ve Tork Ölçümü

G = mg bağıntısı ile bulunur.

2. Amaç: Çekme testi yapılarak malzemenin elastiklik modülünün bulunması

ATOMSAL YAPI TÜRLERİ Metalik malzemelerin çoğu küçük kristal kümeciklerinden oluştuğundan polikristal adını alırlar. Bu kristal kümeciklerinin

Transkript:

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

Stress -Gerilme Gerilme; birim alana düşen kuvvettir: Gerilme = kuvvet / alan burada -> kuvvet = kütle x ivme Gerilme birimi : [(kg)(m/s2)](1/m2) = N/m2 = Pa (pascal) 1 bar = 10 5 Pa=106 dyne/cm 2 Basınç gerilmeye bir örnektir. Stress -Gerilme Yerküre içinde 24 km de 0.6 GPa, 2900 km de ~135 GPa, yer içinin merkezinde ~ 350 GPa basınç vardır.

Stress -Gerilme Bir cisim bir gerilme altında kaldığında, buna farklı şekillerde cevap verir : Deforme olur (şekli veya hacmi değişir) Bu çoğu kez elastik deformasyondur ve gerilme kalktığında cisim ilk haline döner. (Plastik deformasyonda, cisim orijinal haline dönemez. Akar Bu viskoz davranış biçimidir. Gerilme kalktığında cisim ilk haline dönemez. Duktil (ductile) davranış olarak ta bilinir. Kırılır Bu kırılgan davranış şeklidir ve sadece katı cisimlerde oluşur. Gerilme kalktığında cisim ilk haline dönemez. Strain - Deformasyon Deformasyon ; uygulanan bir gerilme karşılığında cisim içinde meydana gelen şekil veya hacim değişikliğidir. Deformasyon, birimsiz ve boyutsuzdur

Strain - Deformasyon Örnek : 5 cm uzunluğundaki bir lastiği çekerek uzunluğunu 6 cm yapabilirsiniz. Bu durumda deformasyon: Deformasyon = 1 cm / 5 cm = 0.20 veya 20% Deformasyonun birimi yoktur. Strain - Deformasyon Bazı materyaller küçük gerilmelerde çok büyük deformasyonlara uğrarken, bazıları ise büyük gerilmelerde çok küçük deformasyonlar gösterirler Bu nedenle gerilme ve deformasyon arasındaki ilişki materyalin özelliğiyle (örneğin yoğunluk) ilgilidir Bu stress-strain ilişkisi, materyalin rheology olarak tanımlanır.

Hooke Kanunu Yer içinde ki materyallerin elastik davranışları Hooke Kanunu ile açıklanır. Strain stress arasında doğrusal bir ilişki vardır. Elastik limitin ötesinde ya kırılgan bir özellik (brittle) ya da esnek-plastik bir özellik (ductile) gösterir. Elastik Enerji Elastik bir cisim deforme olduğunda, kendisini deforme eden enerjiyi içinde depolar. Bir fırsat verildiğinde depoladığı enerjiyi serbest bırakabilir. Depremler, faylar etrafındaki kayalar içinde depolanan büyük deformasyon enerjilerinin açığa çıkması sonucu oluşur.

Elastik Cisim Bir kuvvetin etkisi altında deformasyona uğrayan ve kuvvet kaldırıldıktan sonra eski durumuna dönen cisme elastik cisim, böyle bir deformasyona da elastik deformasyon denir. Lineer elastisite teorisinde deformasyon gerilmenin devamı süresine bağlı değildir ve gerilme ile deformasyon arasında doğrusal bir bağıntı vardır : HOOKE KANUNU σ : Gerilme E: Elastik parametre Ɛ: Deformasyon i, j = x,y,z Cmn katsayılarına malzemenin elastik sabitleri denir. İzotrop, yani elastik davranışı istikamete bağlı olmayan bir elastik cisim için bağımsız elastik sabitlerin sayısı ikiye iner ; λ,µ. Lame sabitleri olarak adlandırılan bu iki bağımsız elastik sabit kullanılarak gerilme-deformasyon ilişkileri tekrar yazılırsa;

Yukarıda verilen ilişkiler ileride sismik dalgaları tanımlarken kullanılacaktır. Aynı zamanda, sismik dalga hızlarının elastik sabitlere bağlı olduğunu göreceğiz. İzotrop bir ortam içinde sismik dalga hızları yayıldıkları yöne bağımlı değildir. Shear modülü (μ) (veya rigidity): Materyalin kesme kuvvetine karşı gösterdiği direnç olarak tanımlanır. Hacim değişimi yoktur şekil değişir. Uygulanan kesme kuvvetinin shear strain e oranının yarısına eşittir. μ = σxy / Ɛxy Sıvılar için μ = 0, ve çok güçlü bir dirence sahip bir materyal için ise μ dur. Yerkabuğu için rijidite değeri yaklaşık ; 3 x 1011 dyne/cm2 dir. Çelik için ise ; 8 x 1011 dyne/cm2 dir

Bulk Modülü (Sıkıştırabilirlik) (κ): Hidrostatik basıncın, neden olduğu hacim değişikliğine oranıdır. κ = ΔP / (ΔV/V) = λ + 2/3 µ Bir cismin hacim değişikliğine karşı direnci olarak tanımlanabilir. Uygulanan bir basınç altında büyük k değeri daha küçük bir hacim değişikliğine işaret eder. Sıvı içinde κ = λ dir. Poisson oranı (σ): Bir silindir her iki ucundan çekildiğinde enine genişlemenin boyuna uzamaya oranıdır. σ = (ΔW/W) / (ΔL/L) = Ɛyy / Ɛxx = λ / 2(λ +µ) 0 ile 0.5 arasında değişir. Sırasıyla; Hiç sıkışmayan ve tam sıkışan Sünger çok küçük bir poisson oranına sahip iken metal bir silindir yüksek poisson oranına sahiptir. Düşük poisson oranı aynı zamanda malzemenin yüksek oranda potansiyel enerji depolayabildiğinin göstergesidir. Bazalt=0.25, Kireçtaşı=0.32 Cam=0.24, Sünger=0.10..

Young Modülü (E): Bir silindirin her iki ucundan çekildiği zaman ki davranışıdır ve boyuna gerilmenin silindirin boyunda neden olduğu uzamaya oranıdır. Kabuk kayaları için E 1011 pascal. E = (F/A) / (ΔL/L) = σxx / Ɛxx = µ (3λ+2µ) / (λ+µ) Young modülü, Bulk modülü ve Shear modülü aynı fiziksel birime sahiptir. 1 Pa = 1 N m -2 = 1 kg m -1 s -2 ( 1 N = 1 Newton = 1 kg m s -2 ). Elastik sabitler E, σ ve k basit deneylerle kolayca ölçülebilmeleri nedeniyle mühendislikte sık kullanılan sabitlerdir. Sismik dalga yayılımı için ise λ µ, bazen de k daha yaygındır. Çoğu sismolojik problem λ= µ kabul edilerek basitleştirilir. Böyle bir cisim Poisson katısı olarak bilinir ve yerküre için uygun bir yaklaşımdır. Bu durumda Poisson oranı 0.25 değerine, Young modülü E = (5/2) µ, bulk modülü k = (5/3) µ e eşit olur Bu durumda olur.

Sismik Dalgalar Sismik hızlar kayaçların Kimyasal bileşimlerine Sıcaklığa Basınca bağlı olarak değişirler Hızı artıran faktörler Düşük sıcaklık Yüksek basınç Katı hal Hızı azaltan faktörler Yüksek sıcaklık Düşük basınç Sıvı hal YAKIN ALAN DEPREM FAZLARI Yakın mesafelerde (0-10 derece arasında) gözlenen Dalga Fazları ( Kabuksal Dalgalar)

UZAK ALAN DEPREM FAZLARI

pp, sp, ppp gibi fazlar derin fazlar olarak adlandırılır. Odaktan yaklaşık dik bir açı ile çıkıp yeryüzünden yansıyan P ve S fazları, yansıdıktan sonra pp veya ss olarak adlandırılırlar. Ayrıca mod dönüşümleri ile ssp, sps gibi fazlar da oluşabilir. Pdiff olarak gözterilen dalgalar manto-çekirdek sınırında difraksiyona uğrayan dalgalardır.