MALZEME BİLGB YORULMA. Yrd. Doç. Dr. Hayri ÜN. Pamukkale Üniversitesi 2007 - BAHAR



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

Doç. Dr. Halit YAZICI

Dokuz Eylül Üniversitesi İnşaat Mühendisliği Bölümü YAPI MALZEMESİ -I

MAKİNE ELEMANLARI DERS SLAYTLARI

Doç.Dr.Salim ŞAHİN YORULMA VE AŞINMA

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

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

Malzemelerin Mekanik Özellikleri

DAYANIM İLE İLİŞKİLİ MALZEME ÖZELİKLERİ

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

İNŞAAT MALZEME BİLGİSİ

Mühendislik Mimarlık Fakültesi Makine Mühendisliği Bölümü

DENEYİN ADI: Yorulma Deneyi. DENEYİN AMACI: Makina Parçalarının Yorulma Dayanımlarının Saptanması

Malzemenin Mekanik Özellikleri

YAPI MALZEMELERİ DERS NOTLARI

BASMA DENEYİ MALZEME MÜHENDİSLİĞİ BÖLÜMÜ. 1. Basma Deneyinin Amacı

Şekil 1.1. Beton çekme dayanımının deneysel olarak belirlenmesi

TEKNOLOJİNİN BİLİMSEL İLKELERİ. Öğr. Gör. Adem ÇALIŞKAN

METALİK MALZEMELERİN ÇEKME DENEYİ

MalzemelerinMekanik Özellikleri II


MALZEMELERİN MEKANİK ÖZELLİKLERİ

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

METALURJİ VE MALZEME MÜH. LAB VE UYG. DERSİ FÖYÜ

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

BURULMA DENEYİ 2. TANIMLAMALAR:

FZM 220. Malzeme Bilimine Giriş

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

Dokuz Eylül Üniversitesi Đnşaat Mühendisliği Bölümü YAPI MALZEMESĐ I DERSĐ MEKANĐK. Doç. Dr. Halit YAZICI.

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

TAHRİBATLI MALZEME MUAYENESİ DENEYİ

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

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

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

TOKLUK VE KIRILMA. Doç.Dr.Salim ŞAHĠN

Statik ve Dinamik Yüklemelerde Hasar Oluşumu

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

= σ ε = Elastiklik sınırı: Elastik şekil değişiminin görüldüğü en yüksek gerilme değerine denir.

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

ÇEKME DENEYİ 1. DENEYİN AMACI

MAKİNE ELEMANLARI LABORATUARI

FZM 220. Malzeme Bilimine Giriş

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

BETONARME-I 3. Hafta. Onur ONAT Munzur Üniversitesi Mühendislik Fakültesi İnşaat Mühendisliği Bölümü, Tunceli

ÇEKME DENEYİ ve ÇEKME DAYANIMI. ÇELİĞİN σ-ε DAVRANIŞI Şekil Değiştirme sertleşmesi

REOLOJĐ. GERĐLME, ŞEKĐL DEĞĐŞĐMĐ ve ZAMAN ĐLĐŞKĐLERĐ

MUKAVEMET(8. Hafta) MALZEMENİN MEKANİK ÖZELLİKLERİ ÇEKME DENEYİ

MALZEME SEÇİMİ ve PRENSİPLERİ

BURULMA DENEYİ 2. TANIMLAMALAR:

2. Amaç: Çekme testi yapılarak malzemenin elastiklik modülünün bulunması

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

Yrd.Doç.Dr. Hüseyin YİĞİTER

İLERİ YAPI MALZEMELERİ-1 MALZEMELERİN GENEL TANIMI

MAK 305 MAKİNE ELEMANLARI-1

BARTIN ÜNĠVERSĠTESĠ MÜHENDĠSLĠK FAKÜLTESĠ METALURJĠ VE MALZEME MÜHENDĠSLĠĞĠ

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

İNŞAAT MÜHENDİSLİĞİNE GİRİŞ

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

BİLGİSAYAR DESTEKLİ TASARIM VE ANALİZ (ANSYS)

11/6/2014 İNŞAAT MÜHENDİSLİĞİNE GİRİŞ. MEKANİK ve MUKAVEMET BİLGİSİ MEKANİK VE MUKAVEMET BİLGİSİ

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

MUKAVEMET Öğr. Gör. Fatih KURTULUŞ

Elastisite modülü çerçevesi ve deneyi: σmaks

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

MMU 420 FINAL PROJESİ

Ayrıca, bu kitapta sunulan bilgilerin İnşaat Mühendislerine de meslek yaşamları boyunca yararlı olacağı umulmaktadır.

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

YTÜ Mimarlık Fakültesi Statik-Mukavemet Ders Notları

BETONUN DİĞER Doç. Dr. Halit YAZICI

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

Malzemelerin Deformasyonu

MALZEME BİLGB DEĞİŞ. Yrd. Doç. Dr. Hayri ÜN. Pamukkale Üniversitesi BAHAR

FL 3 DENEY 4 MALZEMELERDE ELASTĐSĐTE VE KAYMA ELASTĐSĐTE MODÜLLERĐNĐN EĞME VE BURULMA TESTLERĐ ĐLE BELĐRLENMESĐ 1. AMAÇ

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

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

Şekil Çekmeye veya basmaya çalışan kademeli milin teorik çentik faktörü kt

Bu deneyler, makine elemanlarının kalite kontrolü için çok önemlidir

ÇEKME DENEYİ (1) MALZEME MÜHENDİSLİĞİ BÖLÜMÜ 1. DENEYİN AMACI:

Mukavemet-I. Yrd.Doç.Dr. Akın Ataş

ELASTİSİTE TEORİSİ I. Yrd. Doç Dr. Eray Arslan

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

MECHANICS OF MATERIALS

ÇEKME DENEYĠ. ġekil 1. Düşük karbonlu yumuşak bir çeliğin çekme diyagramı.

Malzeme Bilimi Ve Labaratuvarı MEKANİK ÖZELLİKLER

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

MMT310 Malzemelerin Mekanik Davranışı Mukavemet ve deformasyon özelliklerinin belirlenmesi - Çekme Testi

Tablo 1 Deney esnasında kullanacağımız numunelere ait elastisite modülleri tablosu

MMU 402 FINAL PROJESİ. 2014/2015 Bahar Dönemi

MUKAVEMET FATİH ALİBEYOĞLU

BETONARME-I 5. Hafta KİRİŞLER. Onur ONAT Munzur Üniversitesi Mühendislik Fakültesi İnşaat Mühendisliği Bölümü, Tunceli

Makina Elemanlarının Mukavemet Hesabı

BİLGİSAYAR DESTEKLİ TASARIM VE ANALİZ (ANSYS) (4.Hafta)

KARADENİZ TEKNİK ÜNİVERSİTESİ MADEN MÜHENDİSLİĞİ BÖLÜMÜ KAYA MEKANİĞİ LABORATUVARI

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

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

SÜRTÜNME ETKİLİ (KAYMA KONTROLLÜ) BİRLEŞİMLER:

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

MALZEMELERİN MEKANİK ÖZELLİKLERİ

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

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

Transkript:

7 MALZEME BİLGB LGİSİ YORULMA Yrd. Doç. Dr. Hayri ÜN Pamukkale Üniversitesi 2007 - BAHAR

STATİK K DAYANIM YORULMA Malzeme yavaşça a artan yükler y altında denendiği i zaman, belirli bir sınır s gerilmede dayanımı sona erişip ip kopmaktadır. Bulunan bu gerilme değerine erine malzemenin statik dayanımı adı verilir. PAÜ İnşaat Mühendisliği Bölümü Malzeme Bilgisi Dersi Yrd. Doç. Dr. Hayri ÜN 2

YORULMA Ancak aynı malzemeyi, zorlayan gerilmeler zaman ile değişecek ecek olursa malzeme çekme deneyindeki kopma değerinin erinin altındaki bir gerilmede, sünek s de olsa plastik şekil değiştirmeden kırılır. r. Bu olaya yorulma denilir. PAÜ İnşaat Mühendisliği Bölümü Malzeme Bilgisi Dersi Yrd. Doç. Dr. Hayri ÜN 3

YORULMA Yükleme ve boşaltman altmanın n periyodik olarak çok sayıda tekrarı sonucunda cisim içinde i inde oluşan karmaşı şık k termik ve mekanik olaylar nedeniyle, cisimde çözülme, yıpranma y ve ayrış ışmalar meydana gelir. Bu olayın n nedeni yükün y şiddetinden çok onun, periyodik olarak uzun bir süre s değişmesidir. İç mekanizması oldukça karışı ışık k olan bu olaya kısaca k malzemenin yorulması denmektedir. Uygulamada statik yüklere y (zorlamalara) en ender olarak rastlanır. r. PAÜ İnşaat Mühendisliği Bölümü Malzeme Bilgisi Dersi Yrd. Doç. Dr. Hayri ÜN 4

YORULMA Özellikle metalik malzemelerin göçg öçmesinin en önde gelen etkeni olması nedeniyle yorulma olayı çok önemlidir. Yorulma kopmasına uğrayan u parçalara alara örnek olarak miller, bağlant lantı çubukları ve dişliler gibi hareketli parçalar alar gösterilebilir. Makinelerdeki hasarların n yaklaşı şık k % 80 nin yorulma kopmalarından kaynaklandığı düşünülmektedir. Bu tür t r hasarlar polimer ve seramik (cam hariç) ) malzemelerde de ortaya çıkabilmektedir. PAÜ İnşaat Mühendisliği Bölümü Malzeme Bilgisi Dersi Yrd. Doç. Dr. Hayri ÜN 5

YORULMA Yorulma olayı üç aşamada amada değerlendirilebilir: erlendirilebilir: 1. Çatlak Başlang langıcı: Genellikle yüksek y gerilme yığıy ığılmalarının oluştu tuğu u bölgelerde b veya kristal yapıdaki hatalı noktalardan çatlak başlar. 2. Çatlak ilerlemesi: Çatlak genellikle yüzeyden y başlay layıp, kayma hatları ile orta kısımlara k iletilir. Ayrıca, malzeme içinde inde mikro çatlaklar var ise ve çatlak ucunda oluşan gerilme yığıy ığılması çatlağı ilerletebilecek seviyede ise çatlak ilerler. Uygulanan gerilme çatlağın n ilerlemesi için i in yeterli değilse malzeme yorulmaz. Gerilme çatlağın n ilerlemesini sağlayacak kadar büyük b k ise çatlak gevşek ek yerlerden ilerler. Böylece yıpranma y yavaş yavaş tüm m keside yayılır. Ayrıca büyük k ve haber verici bir uzama veya büzülme b görülmez. g PAÜ İnşaat Mühendisliği Bölümü Malzeme Bilgisi Dersi Yrd. Doç. Dr. Hayri ÜN 6

YORULMA PAÜ İnşaat Mühendisliği Bölümü Malzeme Bilgisi Dersi Yrd. Doç. Dr. Hayri ÜN 7

YORULMA Yorulma olayı üç aşamada amada değerlendirilebilir: erlendirilebilir: 3. Kırılma: Yıpranma nedeniyle ayrış ışma yeter derecede ilerledikten sonra kesidin geri kalan kısmk smı yükü taşı şıyamaz hale gelir ve malzeme aniden kopar. Yorulma olayı malzemede önemli bir plastik şekil değişimi imi yapmadığı ığından ve uyarı vermeden elastik limitin altındaki gerilmelerde malzemenin ani olarak göçg öçmesi nedeniyle tehlikelidir. Bu tip gevrek kırılma k olaylarına çelik köprk prülerde, kötük yolda giden arabalarda, uçak u kanatlarında nda rastlanabilir. PAÜ İnşaat Mühendisliği Bölümü Malzeme Bilgisi Dersi Yrd. Doç. Dr. Hayri ÜN 8

PERİYOD YODİK K YÜKLEMEY Aşağıdaki grafikte cismi zorlayan σ = σ(t) gerilme fonksiyonu görülmektedir. g σ u = Üst sınır s r gerilmesi σ a = Alt sınır s r gerilmesi σ o = Ortalama gerilme σ g = Genlik gerilmesi PAÜ İnşaat Mühendisliği Bölümü Malzeme Bilgisi Dersi Yrd. Doç. Dr. Hayri ÜN 9

PERİYOD YODİK K YÜKLEMEY Bu gerilme değerleri erleri dinamik bir yükleme y için i in önemli sınırlards rlardır r ve aralarında; σ σ o g = = σ σ u u + σ 2 σ 2 a a σ + σ = σ o o g σ σ = σ g u,max a,min Bağı ğıntıları vardır. r. PAÜ İnşaat Mühendisliği Bölümü Malzeme Bilgisi Dersi Yrd. Doç. Dr. Hayri ÜN 10 10

PERİYOD YODİK K YÜKLEMEY Periyodik yüklemede y σ u ve σ a sınırlarının n farklı işaretlerde olması cismin yorulmasını kolaylaştırır. r. Diğer bir deyişle, cisim burada devirli olarak basınç ve çekme gerilmelerine maruz kalmaktadır. PAÜ İnşaat Mühendisliği Bölümü Malzeme Bilgisi Dersi Yrd. Doç. Dr. Hayri ÜN 11

PERİYOD YODİK K YÜKLEMEY Ortalama gerilmesi sıfır s r olan σ u = -σ a titreşim im (alternatif gerilme) denir. haline tam harmonik σ t = σ g Sinwt En olumsuz yükleme y şekli alternatif gerilmedir. PAÜ İnşaat Mühendisliği Bölümü Malzeme Bilgisi Dersi Yrd. Doç. Dr. Hayri ÜN 12

PERİYOD YODİK K YÜKLEMEY Ayrıca herhangi bir sabit σ o fonksiyonu birleşince, ince, yüklemesi ile harmonik σ = σ(t) σ = σ + t o σ g Sinwt şeklinde bir yükleme durumu ortaya çıkar. PAÜ İnşaat Mühendisliği Bölümü Malzeme Bilgisi Dersi Yrd. Doç. Dr. Hayri ÜN 13

Yorulma Deneyleri ve Yorulma SınırlarS rları En basit şekilde alternatif gerilme, yanda görülen dönen d bir konsol kiriş yardımıyla yla sağlan lanır. Konsol kirişin in üzerinde eksene paralel bir lif, üstte iken en büyük b çekme, altta iken en büyük b k basınç gerilmelerine maruz kalır. Dolayısıyla yla bir devirde, bir maksimum ve minimum değerlerinden erlerinden geçen en gerilmenin değişimi imi bir sinüsoidal soidal eğri e şeklinde olur. PAÜ İnşaat Mühendisliği Bölümü Malzeme Bilgisi Dersi Yrd. Doç. Dr. Hayri ÜN 14

Yorulma Deneyleri ve Yorulma SınırlarS rları Bunun yanında nda günümüzde g kullanılan lan en yaygın n yorulma deneyi, numunelerin dönerken d birbiri arkasına, eşit e genlikte çekme ve basınç gerilmelerine maruz bırakb rakıldığı döner mil deneyidir Bu deneylerden elde edilen P yükünden y σ m = - σ a = σ u hesaplanır. gerilmesi Periyodik yükleme y sonucunda kırılmanın n oluştu tuğu N tekrar sayısı ölçülür. PAÜ İnşaat Mühendisliği Bölümü Malzeme Bilgisi Dersi Yrd. Doç. Dr. Hayri ÜN 15 15

Yorulma Deneyleri ve Yorulma SınırlarS rları Periyodik yükleme y sonucunda kırılmanın n oluştu tuğu N tekrar sayısı ölçülür. Bu şekilde P, yüküy dolayısıyla yla σ g değiştirilerek σ g - N eğrisi e çizilebilir. Elde edilen bu eğriye e Wöhler eğrisi adı verilir. Deneyler göstermig stermiştir tir ki, σ g genlik gerilmesi azaldıkça, malzemenin N kırılma k sayısı artmaktadır PAÜ İnşaat Mühendisliği Bölümü Malzeme Bilgisi Dersi Yrd. Doç. Dr. Hayri ÜN 16

Yorulma Deneyleri ve Yorulma SınırlarS rları Wöhler eğrisi e demir esaslı malzemelerde 10 6 10 7 tekrar sayılar larında yatıkla klaşmaya başlar. PAÜ İnşaat Mühendisliği Bölümü Malzeme Bilgisi Dersi Yrd. Doç. Dr. Hayri ÜN 17

Yorulma Deneyleri ve Yorulma SınırlarS rları Malzemenin yorulma hasarına uğramadığı bu gerilmeye literatürde rde sürekli dayanım gerilmesi, yorulma limiti veya süresiz yorulma dayanımı adları verilir. Bu gerilme değerinin erinin altında malzeme, yükleme y sayısına bağlı olmaksızın n sürekli s dayanır. Birçok demir esaslı alaşı şım m yorulma limiti değerine erine sahiptir ve bu sınır r yaklaşı şık k olarak çekme dayanımının n yarısıdır. r. PAÜ İnşaat Mühendisliği Bölümü Malzeme Bilgisi Dersi Yrd. Doç. Dr. Hayri ÜN 18

Yorulma Deneyleri ve Yorulma SınırlarS rları Hafif metallerin veya alaşı şımların n (alüminyum alaşı şımları vb) yorulma eğrilerinde e asimptotik değer er olmayıp, sürekli s düşme d görülür. r. PAÜ İnşaat Mühendisliği Bölümü Malzeme Bilgisi Dersi Yrd. Doç. Dr. Hayri ÜN 19

Yorulma Deneyleri ve Yorulma SınırlarS rları Böyle malzemeler için i in yorulma dayanımı veya süreli yorulma dayanımı tanımı yapılır. Genellikle N = 10 8 sayısına karşı şıt t gelen gerilme değeri eri malzemenin yorulma dayanımı olarak alınır. Bu tür t r malzemeler için i in yorulma gerilmelerinin çekme dayanımlar mlarının n yaklaşı şık üçte biri olduğu u kabul edilir. Yorulma limiti göstermeyen g bir diğer malzemede betondur. PAÜ İnşaat Mühendisliği Bölümü Malzeme Bilgisi Dersi Yrd. Doç. Dr. Hayri ÜN 20

YORULMA Betonun yorulma dayanımı statik dayanımının n yaklaşı şık olarak % 55 i i dir. Gerilme genliği i sabit tutularak yapılan deneylerle elde edilen kırılma tekrar sayısı farklılık k gösterir. g Bundan dolayı Wöhler eğrisi e çizilirken istatistiki ortalama alınır. Literatürde rde verilen yorulma değerleri erleri genellikle %50 kırılma k ihtimali olan değerlerdir. erlerdir. PAÜ İnşaat Mühendisliği Bölümü Malzeme Bilgisi Dersi Yrd. Doç. Dr. Hayri ÜN 21

YORULMA Sürekli dayanım m gerilmesi, σ o σ = σ + σ σ = σ σ u( s) o g ( s) a( s) o g ( s) sabit gerilmesi ile birleşince, ince, gibi iki sınır s r gerilme elde edilir. Bunlara malzemenin sürekli dayanım m sınırlars rları denir. Malzemeyi bu iki sınır s r arasında değişen en yüklerle, y yükleme y sayısı ne kadar fazla olursa olsun koparmanın n olanağı yoktur. Sürekli dayanım m sınırlars rlarının n dışıd ışındaki hallerde cisim sonlu bir N sayısından sonra mutlaka göçg öçer, diğer bir deyişle cismin kuvvetlere karşı gösterdiği i dayanıkl klılık k belirli bir zaman içindir. i indir. PAÜ İnşaat Mühendisliği Bölümü Malzeme Bilgisi Dersi Yrd. Doç. Dr. Hayri ÜN 22

YORULMA Yukarıdaki açıklamalardan a anlaşı şılacağı gibi, sürekli s dayanım sınırları belirli bir ortalama gerilme için i in bulunmuştur. Bu ortalama gerilme değiştirilecek olursa asimptotik genlik gerilmesi ve dolayısıyla yla cismin sürekli s dayanım m sınırlars rları da değişir. ir. Bu bağı ğıntıdaki en karakteristik taraf, ortalama gerilme arttıkça a asimptotik genlik gerilmesinin azaldığı ığıdır. Diğer bir deyişle sürekli s dayanım m sınırlars rları birbirlerine yaklaşı şır. PAÜ İnşaat Mühendisliği Bölümü Malzeme Bilgisi Dersi Yrd. Doç. Dr. Hayri ÜN 23

YORULMA Bir cismin sürekli s dayanım sınırlarını yanda olduğu u gibi grafiksel olarak tanımlamakta yarar vardır. r. Bu sistemde σ u( s) = f1( σ o ) ve ve σ = ( ) a f σ gibi iki eğri e verilebilir. ( s) 2 o Çok sayıda deney yapılmas lmasını gerektiren bu diyagrama Goodman diyagramı adı verilir. PAÜ İnşaat Mühendisliği Bölümü Malzeme Bilgisi Dersi Yrd. Doç. Dr. Hayri ÜN 24

YORULMA Yandaki iki eğri, e σ o serbest değişken alınarak çizilmiştir. Yatay eksen ile 45 lik açı yapan OC doğrusu, üst ve alt sürekli s dayanım eğrileri arasındaki düşey d aralığı iki eşit e parçaya aya böler; b parçalardan alardan her biri asimptotik genlik gerilmesidir. PAÜ İnşaat Mühendisliği Bölümü Malzeme Bilgisi Dersi Yrd. Doç. Dr. Hayri ÜN 25

YORULMA Sürekli dayanım m eğrileri e üzerinde bir kaç tipik noktayı incelemekte yarar vardır. r. σ o = 0 halinde (A, A ) A ) noktalarıyla, σ = u( s) = σ a( s) σ t özelliğindeki indeki sınırlar s gösterilmektedir. g σ t ye cismin titreşim im dayanımı denir. Çelik için i in bu değer er akma sınırının s n hayli altındad ndadır PAÜ İnşaat Mühendisliği Bölümü Malzeme Bilgisi Dersi Yrd. Doç. Dr. Hayri ÜN 26

YORULMA σ a( s) = (B, B ) B ) noktalarındaki ndaki özellik ise, 0 ve σ = = 2σ = σ u( s) 2 σ g ( s) o e Alt sınırıs sıfır r olan bu durumun üst sınır s r değerine erine de malzemenin eşik dayanımı denir σ e değeri eri aynı zamanda N = değerine erine de karşı şıt t gelen σ a = 0 halindeki yorulma dayanım m değeridir. eridir. Çelikte bu değer er akma sınırından s ndan küçük üçük k olmakla beraber çok yakınd ndır. PAÜ İnşaat Mühendisliği Bölümü Malzeme Bilgisi Dersi Yrd. Doç. Dr. Hayri ÜN 27

YORULMA Son olarak iki sınır s r eğrisinin e birbirlerini kestiği i C noktasına na gelince, bu durum için i in artık k yük y k değişimi imi söz s z konusu değildir. Malzeme sabit gerilme altındad ndadır. Bu gerilmeyi süresiz s olarak taşı şıyabilir ve bu gerilmeye malzemenin direnme sınırıs denir. Bu değer, er, yük y k altında sünme s olayı yok sayılırsa cismin statik dayanımına na eşittir. e Sünme olayı da göz g önüne ne alınırsa bu değer er daha da düşer. d PAÜ İnşaat Mühendisliği Bölümü Malzeme Bilgisi Dersi Yrd. Doç. Dr. Hayri ÜN 28

YORULMA Ortalama gerilmenin basınç olması hali için in sürekli s dayanım m eğrilerini e şeklin soluna uzatmak gerekir. Çelik gibi çekme ve basınçta aynı davranışı gösteren cisimlerde diyagramlar orijine kıyasla k simetriktir. PAÜ İnşaat Mühendisliği Bölümü Malzeme Bilgisi Dersi Yrd. Doç. Dr. Hayri ÜN 29

YORULMA Verilen herhangi bir σ u ve σ a değerlerinin erlerinin sürekli s dayanım m sınırlars rlarını aşıp p aşmada madıklarını,, aşağıa ğıdaki şekilde tayin edebilebilir: σ u + σ 2 olarak ortalama gerilme hesaplanır r ve σ u(s) ve σ a(s) sınırları yandaki şekilden bulunur. a = σ o σ u < σ u(s) ve σ a > σ a(s) arasında ise, bu gerilmeler etkisinde malzeme sürekli s dayanım sınırları arasında olup ömrü sonsuzdur, aksi halde belirli bir süre sonra cisimde kopma görülür. g r. PAÜ İnşaat Mühendisliği Bölümü Malzeme Bilgisi Dersi Yrd. Doç. Dr. Hayri ÜN 30

YORULMA Plastik şekil değiştirmeleri önemli olan malzemelerde, sürekli s dayanım m sınırlars rlarına ait yanda verilen eğrileri e biraz değiştirmek gerekir. Örneğin, çelik gibi malzemede, sınır s gerilmeler akma değerine erine ulaşı şınca, çatlakların n doğmas ması yorulmadan çok plastik şekil değiştirmelerden olur. Bu gibi durumlarda sürekli s dayanım m sınırlars rları akma gerilmesiyle sınırlandırılır, r, diğer bir deyişle akma gerilmesinden daha büyük b değerler erler sınır s r olarak alınmaz. PAÜ İnşaat Mühendisliği Bölümü Malzeme Bilgisi Dersi Yrd. Doç. Dr. Hayri ÜN 31

YORULMA Böyle bir sınırlands rlandırma rma yanda gösterilmiştir, tir, σ f malzemenin akma gerilmesidir. Çok defa bu gerçek ek göz g önünde nde bulundurularak, plastik şekil değiştirme yeteneği i fazla olan bir cismin sürekli dayanım m sınır s r eğrilerini, e o malzemenin bir kaç karakteristik değerine erine bağlı olarak bir takım m doğrularla yaklaşı şık k olarak simgelemek olanaklıdır. PAÜ İnşaat Mühendisliği Bölümü Malzeme Bilgisi Dersi Yrd. Doç. Dr. Hayri ÜN 32

YORULMA Örneğin, çeliğin in σ t titreşim im dayanımı, σ e eşik dayanımı ve σ f akma sınırı s ise bu üç değere ere bağlı olarak sürekli s dayanım diyagramı yanda görüldüğü gibi doğru parçalar alarıyla çizilebilir. Bu kabule bağlı olarak çizilen yeni çizime Smith Diyagramı çizimi denir. PAÜ İnşaat Mühendisliği Bölümü Malzeme Bilgisi Dersi Yrd. Doç. Dr. Hayri ÜN 33

SMITH DİYAGRAMI D ÇİZİMİ 1. Düşey eksende σ t değerleri erleri işaretlenir. 2. Yatay eksende OB =0,8 σ t alınarak B B noktası belirlenir (Eşik dayanımı biliniyorsa OB eşik dayanımının n yarısı alınır). σ a (s) σ u (s) σ t A B 1.6 σ t 3. BB =1,6 σ t alınıp p yatay eksenden dik çıkılarak B noktası bulunur. Bulunan bu değer er eşik e dayanımıdır. Bu değer er deneylerle -σ saptanmadığı takdirde alınır. t A PAÜ İnşaat Mühendisliği Bölümü Malzeme Bilgisi Dersi Yrd. Doç. Dr. Hayri ÜN 34 0 0.8 σ t B σ 0

SMITH DİYAGRAMI D ÇİZİMİ 4. A noktası ile B noktası, A noktası ile B B noktası birleştirilir. 5. Orijinden 45º lik açıa alarak OM doğrusu çizilir. 6. σ f noktas noktasından ndan çizilen yatay doğrunun AB doğrultusu ve kesişti tiği i noktada H noktası, OM doğrultusu ile kesişti tiği noktada E noktası belirlenir. σ a (s) σ u (s) H E σ f B σ t A 0 45 B M σ 0 -σ t A PAÜ İnşaat Mühendisliği Bölümü Malzeme Bilgisi Dersi Yrd. Doç. Dr. Hayri ÜN 35

SMITH DİYAGRAMI D ÇİZİMİ 7. A B doğrultusu üzerinde H noktasından ndan düşey d inerek H H noktası belirlenir. 8. H noktası ile E noktası birleştirilerek diyagram kapatılır. σ a (s) σ u (s) H E σ f B σ t A M 0 45 H B σ 0 -σ t A PAÜ İnşaat Mühendisliği Bölümü Malzeme Bilgisi Dersi Yrd. Doç. Dr. Hayri ÜN 36

SMITH DİYAGRAMI D ÇİZİMİ 9. σ 0 değeri eri hesaplanarak bu değere ere karşı şılık k gelen üst veya alt gerilme değerlerinden erlerinden biri oluşturulan diyagram üzerinde işaretlenir. i Diğer nokta sınırlanan s bölge b içinde i inde kalıyorsa malzeme söz s konusu gerilmeyi süresiz s olarak taşı şıyabilir. σ a (s) σ u (s) H E σ f B σ t A 0 45 H B M σ 0 -σ t A PAÜ İnşaat Mühendisliği Bölümü Malzeme Bilgisi Dersi Yrd. Doç. Dr. Hayri ÜN 37

YORULMA DAYANIMI PAÜ İnşaat Mühendisliği Bölümü Malzeme Bilgisi Dersi Yrd. Doç. Dr. Hayri ÜN 38

YORULMA DAYANIMI Ayrıca, bu konuda bazı ülkelerin örneğin, İsviçre Çelik Yapılar Şartnamesi nin nin öngördüğü yorulma bağı ğıntıları vardır r : σ = σ (1+ u e 0.3 σ σ a u ) σ = 0.7σ t e PAÜ İnşaat Mühendisliği Bölümü Malzeme Bilgisi Dersi Yrd. Doç. Dr. Hayri ÜN 39

Ödev 1 16 mm çapındaki bir çelik çubuk değişken kuvvetlerin etkisindedir. Değişken kuvvetin en büyük b k değeri eri 4 ton dur. İşvi viçre şartnamesini kullanarak, yorulma olayının meydana gelmemesi için i in uygulanabilecek en düşük d kuvvet değeri eri nedir? Not: Malzemenin titreşim im dayanımı 16 kgf/mm 2 dir. σu = σe(1+ 0.3 σ σ a u ) σ t = 0.7σ e PAÜ İnşaat Mühendisliği Bölümü Malzeme Bilgisi Dersi Yrd. Doç. Dr. Hayri ÜN 40

Ödev 2 Bir çelik çubuk üzerinde deneyler sonucu titreşim im dayanımı σ t = 22 kgf/mm 2, akma dayanımı σ f = 37 kgf/mm 2 olarak bulunmuştur. a) Smith diyagramını çiziniz. b) Bu malzemeden yapılmış bir eleman σ u = 30 kgf/mm 2 ile σ a = -10 kgf/mm 2 arasındaki yük değişimlerini süresiz olarak taşıyabilir mi? PAÜ İnşaat Mühendisliği Bölümü Malzeme Bilgisi Dersi Yrd. Doç. Dr. Hayri ÜN 41

Ödev 3 Bir çeliğin in akma dayanımı 30 kgf/mm 2 olarak bulunmuştur. Bu çelik üzerinde σ a = σ min = 0 alınarak yapılan yorulma deneylerinde şu bulgular elde edilmiştir. σ max = σ u = 42 kgf/mm 2 iken N=1000 defada kopma oluşmaktad maktadır. Gerilme 36 kgf/mm 2 ye düşürülünce d örnek 10000 yüklemede y kopmaktadır. A.logN σ u = logn - B σ u N eğrisinin e denklemi fonksiyonu ile verilmektedir. a) Buna göre smith çiziminden yararlanarak, bu çeliğin yorulma kırılmasına neden olacak σ a = σ min = -10 kgf/mm 2 (BASINÇ) gerilmesi için yorulma limitlerini bulunuz. b) Bu çubuk σ u = 25 kgf/mm 2 ile σ a = 2 kgf/mm 2 çekme gerilmelerini taşıyabilir mi? PAÜ İnşaat Mühendisliği Bölümü Malzeme Bilgisi Dersi Yrd. Doç. Dr. Hayri ÜN 42

GEVŞEME EME Ödev 4 Deneyler sonucu elastisite modülü 1.8 10 10 4 kgf/mm 2 olarak bulunmuş 16 mm çaplı bir metal çubuk 3 ton luk çekme kuvveti etkisinde bırakb rakılmıştır. Bu çekme kuvvetini sağlayan uzama miktarı sabit tutulurs; ; uygulanan kuvvetin 30 gün g n sonra 2.85 ton a a düştüğüd ölçülmüştür. Uzamanın n 1 yıl y boyunca sabit tutulması halinde kuvvet kaç ton a a düşecektir. d Not: Malzemenin reolojik modeli maxwell modeli olarak alınacakt nacaktır. σ = σ 0.e E t μ PAÜ İnşaat Mühendisliği Bölümü Malzeme Bilgisi Dersi Yrd. Doç. Dr. Hayri ÜN 43