MEKANİK GERİNME (BİÇİM DEĞİŞİMİ)

8.1 MEKANİK GERİNME (BİÇİM DEĞİŞİMİ)

  Yük altında pek çok malzeme esner; yani, malzemenin uzunluğundaki değişme belirli sınırlar içinde yükle orantılıdır ve yük ortadan kalktığında malzeme tekrar eski boyutlarına döner. Malzemedeki bu biçim değişimine gerinme denir.

  Malzemenin boyundaki veya birim uzunluktaki değişmeler Şekil-8.1a'da gösterilmektedir. Kuvvet uygulanmadan önceki malzeme dolu çizgiyle, kuvvet uygulandıktan sonraki hali ise kesikli çizgilerle gösterilmiştir. Gerinme, çekme (pozitif) veya basma (negatif) gerinmesi olabilir. Basma gerinmesi Şekil-8.1b 'de görülmektedir.

  L 1L 2 L 1L 2

  Şekil 8.1 Gerinmenin etkileri. Gerinme yüzdesi:

  Gerinme

  1  2

   (c) Poisson gerinmesi 100

  (a) Çekme gerinmesi (b) Basma

  L 1

  gerinmesi

  (abartılı)

  Şekil-8.1a'daki malzemenin üzerindeki gerinmeyi iki mikrometre ölçümü alarak belirleyebiliriz. Bu ölçümlerden biri kuvvet uygulanmadan önce diğeri sonra alınmalıdır. Gerinme birim uzunluktaki değişme yüzdesi olarak ifade edilebilir. Örneğin, Şekil-8.1a'daki çelik çubuğun uzunluğu kuvvet uygulanmadan önce 10 cm ve sonra 10.025 cm olarak ölçülmüşse, değişim

  Bölüm 8 Gerinmenin Ölçümü

  Yrd.Doç.Dr. Dilşad Engin

  yüzdesi

  (0.025 10)  100 = 0.25 'dir. Bu şekilde gerinmeye uğrayan malzemelerde başka bir değişim daha oluşur. Şekil-8.1c'deki

  metal çubuğu gerdiğimizde çubuğun yalnızca uzamadığı aynı zamanda daraldığı da görülmektedir. Buna Poisson gerinmesi (  )denir (Şekil-8.2a). Şekil-8.2b’de ise örneğe uygulanan burulma gerinmesi (  ) görülmektedir.

  (a)

  (b)

  Şekil 8.2 (a)Travers (ters) gerinme (  t), uzunlamasına gerinme (  l), Poisson gerinmesi (  ) ve (b) burulma gerinmesi

  Yük arttırılarak uzunluktaki değişmeye karşı yük grafiği çizildiğinde, çelik için, Şekil-8.3'teki eğri elde edilir. Belirli bir yükleme değerine kadar uzunluktaki değişme uygulanan yükle orantılıdır. Buna malzemenin esneklik aralığı denir. Yüklemeye devam edildikçe malzemenin uzunluğunda uygulanan yükle orantılı olmayan bir değişme gerçekleşir. Şekil-8.3'te S ile işaretlenen nokta malzemenin esneme sınır noktasıdır, bu noktadan sonra uzama yük ile orantılı değildir. Malzemeye K noktasına kadar yük uygulanıp yük kaldırılırsa kalıcı bir biçim bozulması oluşur. Bu nedenle uygulanabilecek yükün sınırı K’dan bile az olmalıdır.

  Şekil 8.3 GerilmeGerinme Eğrisi Bütün malzemeler çelik ile aynı davranışı göstermezler. Örneğin alüminyumun bir esneklik sınırı

  yoktur. Şekil-8.3'teki eğrinin esnek kısmı ayrıntılı olarak incelendiğinde, belirli bir malzeme ve belirli

  boyutlardaki örnek için yükün uzamaya oranının sabit olduğu görülür.

  Şekil 8.4 Gerilme (  ) ve gerinme(  )

  Yükün kesit alanına oranı örneğe uygulanan gerilme (stress) olarak adlandırılır. Uzamanın ilk uzunluğa oranı mekanik gerinmedir. Gerinme birimsiz bir orandır ve mutlak

  nicelik veya yüzde olarak ifade edilebilir. Bazen 10 6 ile çarpılarak mikro gerinme (  ) olarak

  Bölüm 8 Gerinmenin Ölçümü

  Yrd.Doç.Dr. Dilşad Engin

  tanımlanır. Gerilmenin gerinmeye oranına Young Modül'ü (  ) denir. Belirli esnek malzeme için  sabittir.