Özlemce Şeyler > Eğitim > Hasar Teorileri Gevrek ve Sünek Malzemeler

Hasar Teorileri Gevrek ve Sünek Malzemeler

Mühendislikte bazı beklenmedik problem çıkar karşımıza, örneğin makine ve malzeme mühendisliğinde bir parçayı çekmeye zorlarsınız ve parça herhangi bir şekilde sünmeden bir anda kırılır. Bu beklenmedik bir sorun gibi gözükse de hasar teorileri incelendiğinde aslında beklenen bir durumdur. Peki nedir bu hasar teorileri bugün bu mühendislik konusunu inceleyeceğiz.

Gevrek ve Sünek Malzemeler için Hasar Teorileri

Kimisine göre kırılma teorileri olarak da geçen hasar teorileri kavramı, makine elemanlarında bir veya daha fazla gerilme türünün bir parçaya etkimesi sonucu ortaya çıkar. Bu yüklemelerin parçanın akma sınırına yakın olması ya da üstüne olması parçanın kırılmasına yol açar.

maksimum normal gerilme hipotezi

Fakat bu kırılma ya da hasarı tespit etmek için malzemenin sınır noktaları olan akma dayanımı ve kopma dayanımı (noktası) değerlerini bilmek gerekir. Ek olarak mühendisin elinde dinamik zorlanmalar söz konusu olduğunda yorulma değeri de olmalıdır. Fakat karşılaşılan birçok hasarda bu üç değer hasarın tespiti için yeterli değildir. Hasar bölgesini, sınırını tespit etmek için malzeme türüne göre farklılık gösteren çeşitli enerji hipotezleri geliştirilmiştir. Bunları biz burada kolay ve akılda kalması açısından iki parçaya ayırdık; gevrek ve sünek malzemeler için ayrı ayrı enerji hipotez teorileri.

Sünek Malzemeler için Hasar Teorileri

Sünek malzemeler için kırılma teorilerimize geçmeden üç tane teoriden bahsedeyeim.

tresca von mises hasar kırılma teorileri
Tresca ve Von Mises Teorileri.

Tresca, Coulomb Mohr ve Von Mises teorileri. Üçünü de mukavemet ya da makine elemanları dersinden hatırlayacaksınız.

Gevrek Malzemeler için Hasar Teorileri

Gevrek malzemeler de iki teori önereceğim sizlere; rankine kriteri ve düzeltilmiş mohr kriteri.
gevrek düzeltilmiş mohr coulomb kriteri

Bu iki kriterle gevrek malzemelerdeki hasarları tespit edebilirsiniz. Kırılma için önemli olan kopya dayanımının aşılmaması.

Sünek ve Gevrek Malzemelerin Hasar Teorileri Açısından Farkları

Sünek ve gevrek malzemenin kırılma teorileri sonucu bakımında en bariz farkı çekmede karşımıza çıkar. İki malzemeye de çekme uygulandığında sünek malzeme boyun verme dediğimiz davranışı gösterirken, gevrek malzeme herhangi bir sünme olmadan direkt kopar. Bu çekmede olan davranış.

gevrek sünek malzeme çekme basma dayanımı
Çekme davranışında gevrek ve sünek malzemelerin davranışı.

Peki basma hareketindeki davranış nedir. Basmada sünek malzemede herhangi bir kopma genel olarak görülmezken, kırıldan malzeme şekildeki gibi kırılır.

sünek gevrek malzeme kopması
Gevrek ve sünek malzemelerin basma hareketindeki farkları.

Çekme ve basma hâllerinden sonra, eğilme durumunu inceleyecek olursak; eğilme hareketinde üstteki davranışlara benzer olarak sünek malzeme eğilir, kırılgan malzeme kırılır. Fakat burada önemli olan nokta; sünek malzemedeki eğikliğin yapacağı titreşimle gürültüye neden olacağı. Eğer siz bir milde olağandışı titreşim veya gürültü duyuyorsanız oradaki malzeme özelliğini ve hasar teorisini tekrar gözden geçirmelisiniz. Sünek malzeme örneğine sünek çeliği verirsek, kırılgan malzeme için dökme demir örnek gösterilebilir.

gevrek malzemeler hasar teorileri rankine kriteri

Analiz programlarında bu hasar teorileri hesaplanır. Ansys ve Solidworks‘ten örnek vermek gerekirse, iki programda da nonlineer ve zamana bağlı analiz yapmalısınız.

maksimum kayma gerilmesi hipotezi tresca
Tresca Hipotezi güvenli bölgededir.

Yani Ansys’te transient, Solidworks’te nonlineer dinamik analize girer hasar teorisi hesabı. Siz çalışmanızı gerekli işlemleri yaparak (malzeme tarifi, kontaktlar, mesh işlemleri ve sınır koşulları) sonuca ulaştığınızda sonuç sekmesinde ilgili hasar teorilerini bulabilirsiniz.

von mises gerilme teorisi
Von Mises Sonuçları her zaman kök içinde olduğu için negatif sonuç çıkması mümkün değildir.

Konu Ozlemceseyler.com’a aittir, izin alınmadan veya kaynak linki verilmeden paylaşılamaz. Konu ile ilgili sorularınızı yorumlar bölümüne ekleyebilirsiniz. En kısa sürede size yanıt vereceğiz.

Kaynakça:

  1. İTÜ Makine Elemanları Ders Notu, Vedat Temiz.
  2. Mechanics of Material, The McGraw-Hill Companies, Inc, 2009.
  3. Dokuz Eylül Üniversitesi Mukavemet Ders Notları.

 

Bunları da okumak isteyebilirsiniz

Bir cevap yazın

E-posta hesabınız yayımlanmayacak. Gerekli alanlar * ile işaretlenmişlerdir