ELASTİK DALGA YAYINIMI

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

ELASTİSİTE TEORİSİ (Stress-Strain) Gerilme-Deformasyon İlişkisi

Elastisite Teorisi Hooke Yasası Normal Gerilme-Şekil değiştirme

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

ELASTİK DALGA YAYINIMI

ELASTİK DALGA YAYINIMI

ELASTİSİTE TEORİSİ I. Yrd. Doç Dr. Eray Arslan

Ders 10: Elastik Gerilim-Deformasyon Bağlantısı

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


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

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

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

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

Elastisite Teorisi Düzlem Problemleri için Sonuç 1

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

REOLOJĐ. GERĐLME, ŞEKĐL DEĞĐŞĐMĐ ve ZAMAN ĐLĐŞKĐLERĐ

SİSMİK PROSPEKSİYON DERS-2 DOÇ.DR.HÜSEYİN TUR

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

TEKNOLOJİNİN BİLİMSEL İLKELERİ. Öğr. Gör. Adem ÇALIŞKAN

ELASTİK DALGA YAYINIMI

Akışkan Kinematiği 1

Dalgalar. Matematiksel olarak bir dalga, hem zamanın hem de konumun bir fonksiyonudur: İlerleyen bir dalganın genel bağıntısı (1- boyut ): y f ( x t)

BATMIŞ YÜZEYLERE GELEN HİDROSTATİK KUVVETLER

Burulma (Torsion) Amaçlar

STATIK MUKAVEMET. Doç. Dr. NURHAYAT DEĞİRMENCİ

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

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

Fizik 101-Fizik I Statik Denge ve Esneklik

Yeryüzünde Hareket. Test 1 in Çözümleri. 3. I. yol. K noktasından 30 m/s. hızla düşen cismin L 50 noktasındaki hızı m/s, M noktasındaki 30

T.C. GÜMÜŞHANE ÜNİVERSİTESİ MÜHENDİSLİK VE DOĞA BİLİMLERİ FAKÜLTESİ MAKİNE MÜHENDİSLİĞİ BÖLÜMÜ MAKİNE MÜHENDİSLİĞİ DENEYLER II DERSİ

2 MALZEME ÖZELLİKLERİ

MECHANICS OF MATERIALS

Elastisite Teorisi Polinomlar ile Çözüm Örnek 2

ELASTİK DALGA YAYINIMI

RİJİT CİSİMLERİN DÜZLEMSEL KİNEMATİĞİ

A A A A A A A A A A A

= t. v ort. x = dx dt

MIT Açık Ders Malzemesi İstatistiksel Mekanik II: Alanların İstatistiksel Fiziği 2008 Bahar

DÜZLEMDE GERİLME DÖNÜŞÜMLERİ

Gravite alanı belirlemede modern yaklaşımlar

BURULMA (TORSİON) Dairesel Kesitli Çubukların (Millerin) Burulması MUKAVEMET - Ders Notları - Prof.Dr. Mehmet Zor

Tablo 1 Deney esnasında kullanacağımız numunelere ait elastisite modülleri tablosu

EMAT ÇALIŞMA SORULARI

DALGA YAYILMASI Sonsuz Uzun Bir Çubuktaki Boyuna Dalgalar SıkıĢma modülü M={(1- )/[(1+ )(1-2

13 Hareket. Test 1 in Çözümleri

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

2. Basınç ve Akışkanların Statiği

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

Lineer Tek Serbestlik Dereceli (TSD) Sistemlerin Tepki Analizi. Deprem Mühendisliğine Giriş Doç. Dr. Özgür ÖZÇELİK

v.t dir. x =t olup 2x =2t dir.

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

DAİRESEL HAREKET Katı Cisimlerin Dairesel Hareketi

Elektromanyetik Dalga Teorisi

Malzemelerin Deformasyonu

İNŞAAT MÜHENDİSLİĞİNE GİRİŞ

TEMEL MEKANİK 5. Yrd. Doç. Dr. Mehmet Ali Dayıoğlu Ankara Üniversitesi Ziraat Fakültesi Tarım Makinaları ve Teknolojileri Mühendisliği Bölümü

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

Giriş. Mukavemet veya maddelerin mekaniği (strength of materials, mechanics of materials) kuvvetlere maruz kalmış deforme olan cisimleri inceler.

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

DEFORMASYON VE STRAİN ANALİZİ

Bölüm 6 AKIŞ SİSTEMLERİNİN MOMENTUM ANALİZİ

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

A-Kaya Birimlerinin Malzeme ve Kütle Özellikleri B-Patlayıcı Maddenin Cinsi, Özellikleri ve Dağılımı C-Patlatma Geometrisi

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

BÖLÜM 8 BORULARDA DEĞİŞKEN AKIMLAR

YAPI STATİĞİ MESNETLER

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

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

İÇİNDEKİLER. 1. DÖNEL YÜZEYLER a Üreteç Eğrisi Parametrik Değilse b Üreteç Eğrisi Parametrik Olarak Verilmişse... 4

BAŞKENT ÜNİVERSİTESİ MAKİNA MÜHENDİSLİĞİ BÖLÜMÜ MAK 402 MAKİNA MÜHENDİSLİĞİ LABORATUVARI DENEY 9A GERİNİM ÖLÇER KULLANARAK GERİLİM ANALİZİ YAPILMASI

Malzemelerin Mekanik Özellikleri

δ / = P L A E = [+35 kn](0.75 m)(10 ) = mm Sonuç pozitif olduğundan çubuk uzayacak ve A noktası yukarı doğru yer değiştirecektir.

KATI CİSİMLERİN BAĞIL İVME ANALİZİ:

Doç. Dr. Muhammet Cerit Öğretim Üyesi Makine Mühendisliği Bölümü (Mekanik Ana Bilim Dalı) Elektronik posta ( ):

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

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

İÇ BASINÇ ETKİSİNDEKİ İNCE CİDARLI SİLİNDİRDE DENEYSEL GERİLME ANALİZİ DENEYİ

13 Hareket. Test 1 in Çözümleri. 4. Konum-zaman grafiklerinde eğim hızı verir. v1 t

Yrd.Doç.Dr. Hüseyin YİĞİTER

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

MALZEMELERİN MEKANİK ÖZELLİKLERİ

( x) KİRİŞLERDE ÇÖKME EI PL. Px EI. dy dx. Elastik eğrinin diferansiyel denklemi. Küçük çökmeler için; Serbest uçta(a),

FİZ217 TİTREŞİMLER VE DALGALAR DERSİNİN 2. ARA SINAV SORU CEVAPLARI

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

z z Genel yükleme durumunda, bir Q noktasını üç boyutlu olarak temsil eden kübik gerilme elemanı üzerinde 6 bileşeni

Mohr Dairesi Düzlem Gerilme

BASMA DENEYİ MALZEME MÜHENDİSLİĞİ BÖLÜMÜ. 1. Basma Deneyinin Amacı

FZM 220. Malzeme Bilimine Giriş

29- Eylül KOÜ. Mühendislik Fakültesi Makine Mühendisliği Bölümü ( 1. ve 2. Öğretim 2. Sınıf / B Şubesi) Mukavemet Dersi - 1.

Hareket (Hız - Ortalama Hız - Sürat)

BÖLÜM 1: MADDESEL NOKTANIN KİNEMATİĞİ

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,

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

MKM 308 Makina Dinamiği. Eşdeğer Noktasal Kütleler Teorisi

Bahar Yarıyılı D_IFERANS_IYEL DENKLEMLER II ARA SINAV 6 Nisan 2011 Süre: 90 dakika CEVAP ANAHTARI. y = c n x n+r. (n + r) c n x n+r 1 +

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

VEKTÖRLER SORULAR 1.) 3.) 4.) 2.)

Waveguide to coax adapter. Rectangular waveguide. Waveguide bends

FZM 220. Malzeme Bilimine Giriş

Transkript:

ELASTİK DALGA YAYINIMI 8. ders - 016 Prof.Dr. Eşref YALÇINKAYA

Geçiğimiz ders; Elasisie eorisi Gerilme ve bileşenleri Deformasyon ve bileşenleri Bu derse; Gerilme-deformasyon bağınıları Elasik sabiler Hareke denklemeleri ve çözümleri

Gerilme Deformasyon Bağınıları Elasik cisimlerde gerilme ile deformasyon arasındaki ilişki Hook Kanunu ile anımlanır. Hook kanununa göre deformasyon uygulanan gerilme ile doğru oranılıdır linear doğrusal elasisie. Yerküre doğrusal elasisie özelliği göserdiğinde sismik dalgaların oluşumunu doğurur. Doğrusal elasisie, sismik dalgaların yayılımını kapsayan kısa zaman ölçekleri için geçerlidir. Uzun zaman ölçeklerinde binlerce yıl yerküre, bir viskoz sıvı gibi akar. Sismik dalgalar için doğrusal elasisie durumu aynı zamanda çok küçük yerdeğişirmeler için geçerlidir. Örneğin, bir sismik dalga 10 mikron civarında yerdeğişirmeler oluşurabilir, bu durum yaklaşık 10-9 deformasyona karşılık gelir. 10-4 en daha büyük deformasyon değerleri için sress-srain arasındaki doğrusal ilişki kırılır. 3

Hooke Kanunu ij E ij, i, j, y, z ij c ijkl kl Buna göre, elasik cismin içinde herhangi bir nokada gerilmenin bağımsız alı bileşeninden herbiri sreynin alı bileşeninin bir fonksiyonudur. 4

c11 c1 c13 c14 yz c15 z c16 c1 c c3 c4 yz c5 z c6 c31 c3 c33 c34 yz c35 z c36 c c c yz 41 4 43 44 yz 45 z 46 z c51 c5 c53 c54 yz c55 z c56 y c61 c6 c63 c64 yz c65 z c66 C mn kasayılarına malzemenin elasik sabileri denir. İzorop, yani elasik davranışı isikamee bağlı olmayan bir elasik cisim için bağımsız elasik sabilerin sayısı 36 dan ye iner ; λ,. Lame sabileri olarak adlandırılan bu iki bağımsız elasik sabi kullanılarak gerilme-deformasyon ilişkileri ekrar yazılırsa; c c c y y y y y y 5

λ λ λ λ λ λ λ λ λ λ λ λ yz yz z z y y Yukarıda verilen ilişkiler biraz sonra sismik dalgaları anımlarken kullanılacakır. Aynı zamanda, sismik dalga hızlarının elasik sabilere bağlı olduğunu göreceğiz. İzorop bir oram içinde sismik dalga hızları yayıldıkları yöne bağımlı değildir. 6

Elasik Sabiler ; rijidie kaılık veya kayma modülü ; elasik izorop bir cismin kayma gerilmesine ör. y karşı direnci olarak anımlanabilir. y y F l / / A L Δl Yüksek değerine sahip bir cisim uygulanan kayma gerilmesine çok küçük bir kayma deformasyonu ile karşılık verir. Sıfır rijidie değeri kayma gerilmelerinin oluşmadığı sıvı oramlara karşılık gelir. Yerkabuğu için rijidie değeri yaklaşık ; 30 GPa dir. Çelik için; 80 GPa, Lasik için; 0.0006 GPa dır. 7

Diğer bir elasik sabi sıkışmazlık veya bulk modülü - k dür. k P V / V λ 3 Bir cismin hacim değişikliğine karşı direnci olarak anımlanabilir. Uygulanan bir basınç alında büyük k değeri daha küçük bir hacim değişikliğine işare eder. Sıvı içinde kλ dir. Çelik için bulk modülü; 160 GPa, cam için; 40 GPa, su için;. GPa, hava için; 0.0001 GPa dır. 8

Poisson oranı v bir cisim üzerinde enine daralmanın boyuna uzamaya oranı olarak anımlanır. v d l / / D L λ λ D L Poisson oranı 0 0.5 arasında değişir ve sıvılar için 0.5 ir. Çelik için; 0.30, alın için; 0.4, cam için; 0., manar için ~0.0 dır. 9

Young modülü E bir cisim üzerinde boyuna gerilmenin boyuna deformasyona oranı olarak anımlanır. E F / A l / L 3λ λ Kabuk için Young modülü 75 GPa iken, lasik için 0.5 GPa, çelik için; 00 GPa, cam için 70 GPa dır. 10

Elasik sabiler E, v ve k basi deneylerle kolayca ölçülebilmeleri nedeniyle mühendislike sık kullanılan sabilerdir. Sismik dalga yayılımı için ise λ ve, bazen de k daha yaygındır. Çoğu sismolojik problem λ kabul edilerek basileşirilir. Böyle bir cisim Poisson kaısı olarak bilinir ve yerküre için uygun bir yaklaşımdır. Bu durumda Poisson oranı 0.5 değerine, Young modülü E 5/, bulk modülü k 5/3 e eşi olur. Kayaçlar için; E, k, λ ve değerleri genellikle 0-10 GPa arasındadır. 1 Pa 1 N/m 1 GPa 10 9 Pa 1 bar 10 6 dyne/cm 1 Gpa 10 4 bar 10 kbar 11

1

3 Boyulu Dalga Denklemleri Hareke Denklemleri u, 1 ν ν τ / 1 / u, u, f ± v Bir Boyulu Dalga denklemi ve çözümü 13

z dz dy d Hacim elemanı üzerinde ne kuvve: F F A [ d ]dydz y d u m [ d ]dydz u ddydz [ d ]dydz u ddydz [ d ]dydz u 14

u u λ λ u u λ 1 u v u λ v, v f u ± Bir Boyulu Dalga denklemi ve çözümü 15

dy y y y d y z y dz dy d dydz dydz d u ddydz F ma ddz ddz dy y y y y ddy ddy dz z z z z z y u z y z y v yz y z y w zy z Üç Boyulu Dalga denklemleri 16

Bu denklemeler gerilme-deformasyon ve deformasyonyerdeğişirme ilişkileri kullanılarak yerdeğişirmelere göre yazılabilir : u u λ v y v λ w z w λ Üç Boyulu Dalga denklemleri yerdeğişirmelere göre z y Laplace operaörü z w y v u Dilaasyon 17

Bu denklemeler, izorop, am elasik bir kaı içinde üç boyulu hareke denklemlerini emsil ederler. Bu denklemeler oram içerisinde iki ür dalga yayılımını belirlerler. Bunlar gerekli işlemlerden sonra ; λ Bu denklem dilaasyonunun λ/ 1/ hızı ile oram içerisinde yayıldığını göserir ki bu P dalgası yayılma hızıdır. ; kayma ve roasyonun dönme olmadığı hacimsel bir deformasyonu anımlar. θ θ Bu denklem oram içerisinde ekseni boyunca θ roasyonunun / 1/ hızı ile yayıldığını göserir ki bu S dalgası yayılma hızıdır. Tanecik harekei dalga yayılım yönüne dik bir düzlem içinde sınırlıdır. θ deformasyonunu haırlayınız. 18

İki farklı dalga ürünün yayılması düzlem dalga hali gözönüne alınarak basiçe göserilebilir. Dalganın yönünde yayıldığını düşünürsek u, v, ve w yerdeğişirmeleri ; u u λ v v w w Görüldüğü gibi yayılma doğrulusundaki yerdeğişirme V P hızı ile, buna dik yöndeki yerdeğişirmeler ise V S hızı ile yayılırlar. Sıvı içinde 0 ve λ k olduğu için sadece dilaasyon dalgası P dalgası V P k/ 1/ hızı ile yayılır. 19

Z S P X Y 0

, 1, φ α φ 1/ 1/ 3 4 λ α k, 1, ψ β ψ 1/ β Skaler dalga denklemi; Vekörel dalga denklemi; P dalgası S dalgası 1

Üç boyulu dalga denkleminin çözümü Üç boyulu bir oramda düzlemsel yayılan dalga durumunda denklem çözümü : u, f1 c f c Üç boyulu bir oramda bir O merkezinden küresel yayılan dalga durumunda küresel koordinalarda denklem çözümü : 1 1 u r, f1 r c f r c r r Küresel yayılan dalgalarda görüldüğü gibi dalga genliği r -1 ile oranılı olarak azalır.

Bir eksene göre simerik yayılan, yani silindirik olarak yayılan dalga durumunda çözüm : 1 1 u r, f1 r c f r c 1 / 1 / r r Silindirik dalga için dalga cephesi r ile oranılı genişlerken dalga genliği r -1/ ile oranılı olarak azalır. 3