MALZEME SEÇİMİ ve PRENSİPLERİ

Benzer belgeler
MALZEMELERİN MEKANİK ÖZELLİKLERİ

TOKLUK VE KIRILMA. Doç.Dr.Salim ŞAHĠN

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

BA KENT ÜNİVERSİTESİ. Malzemeler genel olarak 4 ana sınıfa ayrılabilirler: 1. Metaller, 2. Seramikler, 3. Polimerler 4. Kompozitler.

FZM 220. Malzeme Bilimine Giriş

MALZEME BİLGİSİ DERS 8 DR. FATİH AY. fatihay@fatihay.net

MALZEMELERİN MEKANİK ÖZELLİKLERİ

BURSA TEKNİK ÜNİVERSİTESİ DOĞA BİLİMLERİ, MİMARLIK VE MÜHENDİSLİK FAKÜLTESİ MAKİNE MÜHENDİSLİĞİ BÖLÜMÜ 3 NOKTA EĞME DENEYİ FÖYÜ

Malzeme yavaşça artan yükler altında denendiği zaman, belirli bir sınır gerilmede dayanımı sona erip kopmaktadır.


DARBE DENEYİ MALZEME MÜHENDİSLİĞİ BÖLÜMÜ. 1. Metalik Malzemelerin Darbe Deneyi

BASMA DENEYİ MALZEME MÜHENDİSLİĞİ BÖLÜMÜ. 1. Basma Deneyinin Amacı

MMT310 Malzemelerin Mekanik Davranışı 3 Tokluk özelliklerinin belirlenmesi Kırılma Mekaniği

Bu deneyler, makine elemanlarının kalite kontrolü için çok önemlidir

DAYANIM İLE İLİŞKİLİ MALZEME ÖZELİKLERİ

MMU 420 FINAL PROJESİ

PLASTİKLERİN MEKANİK ÖZELLİKLERİ Prof.Dr.Ayşegül AKDOĞAN EKER

FZM 220. Malzeme Bilimine Giriş

Şekil 1. Sarkaçlı darbe deney düzeneği

MMU 402 FINAL PROJESİ. 2014/2015 Bahar Dönemi

MAKİNE ELEMANLARI DERS SLAYTLARI

Met.ve Malz. Müh. Giriş

Shigley s Mechanical Engineering Design Richard G. Budynas and J. Keith Nisbett

FRACTURE ÜZERİNE. 1. Giriş

Sürünme ; Yüksek sıcaklıklara dayanıklı malzemelerde görülen hasar dır. Yük veya gerilme altında zamanla meydana gelen plastik deformasyona sürünme

MMU 420 FINAL PROJESİ. 2015/2016 Bahar Dönemi. Bir Yarı eliptik yüzey çatlağının Ansys Workbench ortamında modellenmesi

Statik ve Dinamik Yüklemelerde Hasar Oluşumu

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

BAŞKENT ÜNİVERSİTESİ MAKİNA MÜHENDİSLİĞİ BÖLÜMÜ MAK 402 MAKİNA MÜHENDİSLİĞİ LABORATUVARI DENEY - 3 ÜÇ NOKTALI EĞİLME DENEYİ

Mühendislik Mimarlık Fakültesi Makine Mühendisliği Bölümü

PLASTİK ŞEKİLLENDİRME YÖNTEMLERİ

Kırılma nedir? Bir malzemenin yük altında iki veya daha fazla parçaya ayrılması demektir. Her malzemede kırılma karakteri aynı mıdır? Hayır.

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

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

MEKANİK TEST LABORATUVARI

Malzeme Bilgisi ve Gemi Yapı Malzemeleri

Plastik Parçanın Performansı Etkilenir:

MMT310 Malzemelerin Mekanik Davranışı 1 Deformasyon ve kırılma mekanizmalarına giriş

BURSA TEKNĠK ÜNĠVERSĠTESĠ DOĞA BĠLĠMLERĠ, MĠMARLIK VE MÜHENDĠSLĠK FAKÜLTESĠ MAKĠNE MÜHENDĠSLĠĞĠ BÖLÜMÜ

BARTIN ÜNİVERSİTESİ MÜHENDİSLİK FAKÜLTESİ METALURJİ ve MALZEME MÜHENDİSLİĞİ BÖLÜMÜ METALİK MALZEMELERİN DARBE DENEY FÖYÜ. Arş. Gör.

T.C. BİLECİK ŞEYH EDEBALİ ÜNİVERSİTESİ MÜHENDİSLİK FAKÜLTESİ MAKİNE VE İMALAT MÜHENDİSLİĞİ BÖLÜMÜ MIM331 MÜHENDİSLİKTE DENEYSEL METODLAR DERSİ

YAPI MALZEMELERİ DERS NOTLARI

MALZEME BİLGİSİ DERS 6 DR. FATİH AY.

İmal Usulleri. Fatih ALİBEYOĞLU -7-

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

Prof. Dr. HÜSEYİN UZUN KAYNAK KABİLİYETİ

Standart Çekme Testi

METALURJİ VE MALZEME MÜH. LAB VE UYG. DERSİ FÖYÜ

İNŞAAT MALZEME BİLGİSİ

MalzemelerinMekanik Özellikleri II

Kaynaklı Birleştirmelere Uygulanan Tahribatlı Deneyler

Bir cismin içinde mevcut olan veya sonradan oluşan bir çatlağın, cisme uygulanan gerilmelerin etkisi altında, ilerleyerek cismi iki veya daha çok

2009 Kasım. MUKAVEMET DEĞERLERİ KONU İNDEKSİ M. Güven KUTAY

FZM 220. Malzeme Bilimine Giriş

Başlıca ANALİZ TİPLERİ. ve Özellikleri

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

Vermiküler/Silindirik Grafitli Dökme Demir COMPACTED GRAPHITE CAST IRON

TAHRİBATLI MALZEME MUAYENESİ DENEYİ

MECHANICS OF MATERIALS

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

İLERİ YAPI MALZEMELERİ-1 MALZEMELERİN GENEL TANIMI

BİLGİSAYAR DESTEKLİ TASARIM VE ANALİZ (ANSYS)

TRAKYA ÜNĐVERSĐTESĐ MÜHENDĐSLĐK-MĐMARLIK FAKÜLTESĐ MAKĐNA MÜHENDĐSLĐĞĐ BÖLÜMÜ LABORATUAR RAPORU

FZM 220. Malzeme Bilimine Giriş

BÖLÜM 5 MALZEMELERİN MEKANİK ÖZELLİKLERİ

METALİK MALZEMELERİN DARBE DENEYİ 2. DENEYDE KULLANILAN MALZEMELER VE TEÇHİZATLAR

BURULMA DENEYİ 2. TANIMLAMALAR:

Malzemelerin Deformasyonu

Doç.Dr.Salim ŞAHİN YORULMA VE AŞINMA

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

Makine Elemanları I. Yorulma Analizi. Prof. Dr. İrfan KAYMAZ. Erzurum Teknik Üniversitesi. Mühendislik Fakültesi Makine Mühendisliği Bölümü

METALİK MALZEMELERİN GENEL KARAKTERİSTİKLERİ BAHAR 2010

MUKAVEMET(8. Hafta) MALZEMENİN MEKANİK ÖZELLİKLERİ ÇEKME DENEYİ

BÖLÜM 8 MEKANİK TESTLER

Burma deneyinin çekme deneyi kadar geniş bir kullanım alanı yoktur ve çekme deneyi kadar standartlaştırılmamış bir deneydir. Uygulamada malzemelerin

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

Sakarya Üniversitesi Teknoloji Fakültesi Makine Mühendisliği Bölümü. İmalat Müh. Deneysel Metotlar Dersi MAK 320. Çalışma 3: SERTLİK ÖLÇÜMÜ

YORULMA HASARLARI Y r o u r l u m a ne n dir i?

Malzemenin Mekanik Özellikleri

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

MALZEME BİLİMİ Güz Yarıyılı Kocaeli Üniversitesi Ford Otosan Ġhsaniye Otomotiv MYO. Yrd. Doç. Dr. Egemen Avcu

Mekanik Davranışın Temel Kavramları. Cisimlerin uygulanan dış kuvvetlere karşı gösterdiği tepkiye mekanik davranış denir.

İÇİNDEKİLER BÖLÜM 1 BÖLÜM 2

BÖLÜM 7 MEKANİK TESTLER

ULUDAĞ ÜNİVERSİTESİ MÜHENDİSLİK FAKÜLTESİ MAKİNE MÜHENDİSLİĞİ BÖLÜMÜ

MAKİNA MÜHENDİSLİĞİ BÖLÜMÜ HASAR ANALİZİ YÜKSEK LİSANS - DOKTORA DERS NOTLARI. Doç.Dr.İrfan AY BALIKESİR

MALZEMELERİN MEKANİK ÖZELLİKLERİ ve MALZEME MUAYENESİ

ÇELİK YAPILAR (2+1) Yrd. Doç. Dr. Ali SARIBIYIK

MALZEME ANA BİLİM DALI Malzeme Laboratuvarı Deney Föyü. Deneyin Adı: Malzemelerde Sertlik Deneyi. Deneyin Tarihi:

BETONARME KESİTLERİN EĞİLME MUKAVEMETLERİNİN BELİRLENMESİNDE TEMEL İLKE VE VARSAYIMLAR

MMT407 Plastik Şekillendirme Yöntemleri

Dökme Demirlerin Korozyonu Prof.Dr.Ayşegül AKDOĞAN EKER

MMT310 Malzemelerin Mekanik Davranışı 2 Mukavemet ve deformasyon özelliklerinin belirlenmesi - Basma ve sertlik deneyleri

BARTIN ÜNİVERSİTESİ MÜHENDİSLİK FAKÜLTESİ METALURJİ ve MALZEME MÜHENDİSLİĞİ BÖLÜMÜ METALİK MALZEMELERİN ÇEKME VE BASMA DENEY FÖYÜ

Yoğun Düşük sürünme direnci Düşük/orta korozyon direnci. Elektrik ve termal iletken İyi mukavemet ve süneklik Yüksek tokluk Magnetik Metaller

BAŞKENT ÜNİVERSİTESİ MAKİNE MÜHENDİSLİĞİ BÖLÜMÜ MAK 402 MAKİNE MÜHENDİSLİĞİ LABORATUVARI DENEY 10 YORULMA TESTİ

MMM291 MALZEME BİLİMİ

TEKNOLOJİNİN BİLİMSEL İLKELERİ. Öğr. Gör. Adem ÇALIŞKAN

ÇEKME DENEYİ 1. DENEYİN AMACI

Transkript:

MALZEME SEÇİMİ ve PRENSİPLERİ 1

MEKANİK ÖZELLİKLER Bu başlıkta limit değeri girilebilecek özellikler şunlardır: Young modülü (Young s modulus), Akma mukavemeti (Yield strength), Çekme mukavemeti (Tensile strength), % Uzama (Elongation), Basma modülü (Compressive modulus), Basma mukavemeti (Compressive strength), Eğme modülü (Flexural modulus), Kayma modülü (shear modulus), Hacim modülü (bulk modulus), Poisson oranı, Şekil faktörü, Vikers sertlik derecesi, Yorulma mukavemeti, 10^7 çevrimde (fatigue strength), Mekanik kayıp katsayısı (mechanical loss coefficient) ve bu özelliklerin sıcaklıkla olan etkileşimleri bazında seçim yapılabilmektedir. 2

SERTLİK Sertlik: Bir malzemenin plastik deformasyona karşı gösterdiği dirençtir. Malzeme yüzeyinde plastik deformasyon oluşturmak için, yüzeye sert batıcı bir uç bastırarak, yüzey üzerine sivri bir uç ile çizik oluşturarak gibi farklı yöntemlerle ölçülmektedir. Sertlik değerleri malzemelerin dayanımları ile doğrudan alakalı olduğu için büyük önem taşır. Malzemenin mukavemetini ölçmekten daha basit bir şekilde tahribatsız olarak ölçülebilmektedir. 3

4

5

9 / 45

10 / 45

11 / 45

12 / 45

MEKANİK ÖZELLİKLER Bu başlıkta limit değeri girilebilecek özellikler şunlardır: Young modülü (Young s modulus), Akma mukavemeti (Yield strength), Çekme mukavemeti (Tensile strength), % Uzama (Elongation), Basma modülü (Compressive modulus), Basma mukavemeti (Compressive strength), Eğme modülü (Flexural modulus), Kayma modülü (shear modulus), Hacim modülü (bulk modulus), Poisson oranı, Şekil faktörü, Vikers sertlik derecesi, Yorulma mukavemeti, 10^7 çevrimde (fatigue strength), Mekanik kayıp katsayısı (mechanical loss coefficient) ve bu özelliklerin sıcaklıkla olan etkileşimleri bazında seçim yapılabilmektedir. 14

YORULMA Sertlik ve darbe deneyinde malzemeye uygulanan yükler statik ve darbe yüklemeleri şeklinde idi. Çoğunlukla gerçekte malzemeye uygulanan zorlamalar ise sürekli bir tarzda değil; yükle bırak, yükle bırak şeklinde tekrarlı uygulanmaktadır. Bu tekrarlı uygulanan gerilmelerin etkisi ile malzeme iç yapısında oluşan değişimlerin sonucunda malzeme, elastik sınırın altında uygulanan bir gerilmede kırılmaya maruz kalır. Statik koşullarda malzemelerin çekme ve akma dayanımlarından daha düşük değerlerdeki tekrarlı gerilmelerin etkisinde, belirli bir çevrim sonrasında kırılması ile oluşan hasara Yorulma Hasarı denir. 15

YORULMA Tekrarlı yükleme yalnızca enerji harcamaz, bir çatlak oluşturur, onu büyütür ve en sonunda yorulma hatası ile son buldurur. Çalışan malzemelerin bozulmalarının büyük ekseriyeti yorulma yüzünden, yorulmanın da % 90 tasarım ve üretim hatası ndan meydana geldiği belirtilmektedir. 16

17

18

19

20

21

22

23

24

25

26

27

28

29

30

31

32

33

34

35

MEKANİK ÖZELLİKLER Bu başlıkta limit değeri girilebilecek özellikler şunlardır: Young modülü (Young s modulus), Akma mukavemeti (Yield strength), Çekme mukavemeti (Tensile strength), % Uzama (Elongation), Basma modülü (Compressive modulus), Basma mukavemeti (Compressive strength), Eğme modülü (Flexural modulus), Kayma modülü (shear modulus), Hacim modülü (bulk modulus), Poisson oranı, Şekil faktörü, Vikers sertlik derecesi, Yorulma mukavemeti, 10^7 çevrimde (fatigue strength), Mekanik kayıp katsayısı (mechanical loss coefficient) ve bu özelliklerin sıcaklıkla olan etkileşimleri bazında seçim yapılabilmektedir. 36

KAYIP KATSAYISI- TİTREŞİM SÖNÜMLEME Metaller, camlar ve seramiklerin hepsi çalıştıkları yerlerde titreşime maruz kaldıklarında düşük tabii sönümleme özelliğine sahiptirler. Elastomer karakterli malzemelerin sönüm kapasiteleri oldukça yüksektir. Tabii sönümleme, kayıp katsayısı ile ölçülür. Kayıp katsayısı, bir malzemenin titreşim enerjisini, ısıya çevirerek yok etmedeki derecesini ölçer. "tan δ" olarak da bilinir. 37

KAYIP KATSAYISI- TİTREŞİM SÖNÜMLEME Hipoötektik, ötektik ve hiperötektik gri dökme demirlerin sönüm kapasitelerine dikkat! 38

KAYIP KATSAYISI- TİTREŞİM SÖNÜMLEME Malzeme Sönüm Oranı Çelik Yay 0,005 Dogal Kauçuk 0,05 Neopren 0,05 Keçe ve mantar 0,06 Sürtünme Sönümlü Yay 0,33 39

40

41

ÇENTİKLİ DARBE DENEYİ Bu deney, malzemenin gevrek kırılmaya olan eğilimini belirlemek için yapılır. Bu deneyde üzerinde çentik açılmış deney numunesi, bir sarkaç çekiç yardımıyla kırılır. Çekicin salınma yüksekliği kaybından parçanın kırılması için harcanan enerji hesaplanır. Bu şekilde hesaplanan kırılma enerjisinin sayısal değeri, tasarım hesaplamalarında bir sayısal değer olarak kullanılamaz. Sadece malzeme davranışının bir göstergesi olarak değerlendirilir. 42

43

SÜNEK GEVREK GEÇİŞ SICAKLIĞI Ortam sıcaklığı azaldıkça malzemelerin gevrek kırılma eğilimi de artar. Özellikle HMK kristal yapıya sahip malzemeler (örneğin, ostenitik yapıya sahip çeliklerin dışındaki diğer çelikler) keskin bir sünek-gevrek geçiş sıcaklığı gösterirler. Yani, belirli bir sıcaklığın altında darbe enerjisi çok düşer ve malzeme gevrek davranmaya başlar. Bu sıcaklığın belirlenmesi için en uygun yöntem, farklı sıcaklıklarda bir seri darbe deneyi yaparak darbe enerjisinin sıcaklıkla nasıl değiştiğini belirlemektir. 44

45

46

47

48

49

50

51

52

Süneklik indeksi Beklenen kırılma modundaki ortam koşullarında ve orta seviyedeki deformasyon hızlarında yüksek süneklik indeksi değerleri sünek kırılmayı ve düşük değerler ise gevrek kırılmayı karakterize eder. Tasarımda belirlenen yükün de üzerinde bir yük uygulandığında malzemenin emniyetli bir şekilde deformasyonu için süneklik indeksi yüksek olan malzemeler seçilmelidir. Malzeme cinsi Tipik değerler Açıklamalar Seramik-cam 0.00001-0.01 Typically brittle failure mechanism, unless undergoing a toughening mechanism Metaller 0.01-5 Transition behavior (i.e. around 0.01 and brittle failure for cast irons, around 2 and ductile failure for lead) Polimerler 0.1-200 Elastomerler 5-75 Typically ductile failure Transition behavior (i.e. around 0.1 and brittle failure for PMMA, around 100 and ductile failure for LDPE) 53

TASARIMDA SGGS Sünek Gevrek Geçiş Sıcaklığı-SGGS (Ductile Brittle Transition Temperature-DBTT) gösteren malzemelerde; Darbe özellikleri dikkate alınarak yapılan tasarımlarda, seçilen malzemenin sünek/gevrek geçiş sıcaklığının kullanım sıcaklıklarına tekabül etmemesi ve hatta mümkün olduğu kadar düşük olması gerekir. Böylece, soğuk havalarda, ani zorlamalar altında malzeme beklenmedik gevrek kırılma göstermeyecektir. Örneğin, gemi gövdelerinde kullanılan sacın, -20 C de en az 70 J lük darbe enerjisine sahip olması gerekir. Bu değer farklı uygulamalar için değişebilir. 54

55

56

57

Kırılma mekaniği, çatlak içeren cisimlerin yük altında davranışını inceleyen bir bilim dalıdır. Kırılma Mekaniği yapıda bulunabilecek en küçük çatlak uzunluğunun tahribatsız muayene ile tesbit edilemeyen (gözden kaçabilecek) çatlak uzunluğuna karşılık geldiğini kabul eder. Bu da bir çok halde 3 mm ve altındaki çatlak boyuna karşılık gelir. Klasik mukavemet biliminin tasarıma yaklaşımında ise; malzemenin ve yapının hata içermediği kabul edilir. Uygulanan gerilme (yükleme) ve malzemenin mukavemeti (malzeme özelliği) esas alınır. Emniyetli bir tasarım için uygulanan gerilme, akma mukavemetinin altında olmalıdır. Değilse akma hasarı meydana gelir. 58

Kırılma Mekaniğinin Tasarıma Yaklaşımı Kırılma Mekaniği yaklaşımı tüm malzeme ve yapıların doğal olarak «hata/çatlak» içerdiğini, bu nedenle hasarın klasik mukavemete göre hesaplanmış statik mukavemet değerinin çok altında meydana gelebileceğini kabul eder. Kırılma mekaniğinde tasarım yönünden 3 parametre öne çıkar: Uygulanan gerilme (yükleme), Kırılma tokluğu (malzeme özelliği) ve Çatlak uzunluğu (kalite kontrol). 59

60

Kırılmanın nasıl olacağı malzemeye bağlı olduğu gibi; uygulanan gerilmeye, sıcaklığa ve şekil değiştirme hızına da bağlıdır. Gevrek kırılmada kalıcı şekil değişimi önemsiz düzeydedir ve çatlağın oluşması ve önceden mevcutsa ilerlemesi büyük bir hızla olur. Aniden ortaya çıkan bu kırılma türü çok tehlikelidir. Özellikle tokluğu düşük yüksek mukavemetli metaller, seramikler ve bazı plastikler gevrek davranış gösterir. Yapıda çentik etkisi yapan süreksizliklerin (örneğin çatlak, mikro gözenek, kalıntı vb.) bulunduğu noktalardan gevrek olarak kırılırlar. 61

62

63