- Katılım
- 11 Tem 2010
- Konular
- 469
- Mesajlar
- 1,185
- Reaksiyon Skoru
- 51
- Altın Konu
- 0
- TM Yaşı
- 15 Yıl 11 Ay 3 Gün
- Başarım Puanı
- 136
- MmoLira
- -21
- DevLira
- 0
ROHAN2 WORLD 1-120 TR TİPİ OFFICIAL YOHARA, BALATHOR VE AMON! 80. GÜNÜNDE! +10.000 ONLİNE! HİLE VE BOT %100 ENGELLİ HEMEN TIKLA!
Varsayılan Kırılma Teorileri
tablolar net cıkmamıs olabilir link isteyenler pm atsınlar
GİRİŞ
Kırılma konusu özellikle son yıllarda kuramsal ve deneysel olarak üzerinde en çok çalışılan mühendislik dallarından biri olmuştur.Gemilerin,boru hatlarının,basınçlı kapların ve uçakların konstrüksüyonunda kullanılan çelik ve yüksek dayanımlı alüminyum alaşımlı parçaların;akma dayanımlarının altındaki gerilmelerde,ya da kuramsal olarak hesaplanan konstrüktif emniyetli gerilme değerlerinin altındaki yüklerde kırılmaları,bilim adamlarını şaşırtan sürpriz sonuçlar olmuşlardır.Önceleri alışılagelmiş konstrüksiyon teorileri ile yapılan hesaplamalarda yanlışlık yapıldığı düşünülmüş,malzeme dayanımı,keskin köşeler,delikler ve kesit değişiklikleri olan yerlerde gerilme birikimleri göz önüne alınarak yeniden konstrüktif hesaplamalar yapılmıştır.Ancak yapılan bu kuramsal hesaplamalarda malzeme yapısında bulunan çok küçük çatlaklar ve kusurlar ele alınmadığından,başarısızlıkla karşılaşılan sonuçlarda bir değişiklik olmamıştır.Yapı çeliği,alüminyum ve bakır alaşımları gibi sünek malzemeler,üzerlerine bir zorlama geldiğinde,yapısında var olan bu küçük çatlak uçlarının etrafı plastik olarak şekil değiştirdiğinden aşırı yükleri bölgesel olarak yutarlar.Fakat,geçiş sıcaklığının altındaki yüklemelerde veya yüksek gerinim hızlarında ya da bileşik gerilmelerin etkisi ile zorlama durumunda olduğu gibi,malzemeler sünek bir tutum göstermeyip,düşük gerilme değerlerinde gevrek olarak kırılmışlardır.
Anılan olumsuzluklara,tasarıma Kırılma kavramı ile yaklaşıldığında çözüm getirilmiştir.Kırılma,makine elemanının kusursuz olmadığını,kusur kavramını ise,ilgili konstrüksiyona uygulanabilecek herhangi bir tahribatsız malzeme muayenesi yönteminin duyarlılık sınırları içerisinde bulunabilecek en küçük kusuru konstrüksiyonun dayanım yönünden en kritik yerinde mevcut olduğu varsayımını alarak,makine elemanı ömrünün hesaplanmasını ya da mevcut olan bir hatanın hasar oluşturacak bir boyuta gelebilmesi için gerekli ömür hesaplarının yapılmasını konu alan bir bilim dalıdır.
KIRILMA VE TÜRLERİ
Kırılma,kararlı ve kararsız çatlak ilerlemelerinin koşullarını inceleyen geniş bir bilim dalıdır.Bu denli geniş bir bilim dalı temel ve ilgi alanı birbirinden çok farklı olan makine,inşaat ve metalurji mühendisliğinin uygulamaları içerisine etkin bir biçimde yayılmıştır,Konuya böylesi kapsamlı açıdan bakıldığında;kırılma en genel haliyle malzemelerin gerilim altında iki veya daha fazla parçaya ayrılması olarak tanımlanabilir ve malzemelerin dayanım özelliklerini kontrol etmektedir.
Kırılma türlerini sınıflamak için çeşitli yöntemler vardır.Bunların en önemlisi,kırılmanın mekaniği ile ilgili olan ve uygulanan yükler ile bu yüklerin kırılma sırasında iç yapıdaki etkilerini önemseyerek yapılan sınıflamadır.Bu yönteme örnek olarak,gevrek kırılma,sünek kırılma,sürünme kırılması ve yorulma kırılmaları gösterilebilir.
Bir makine elemanının üzerine gelen zorlama şekli,yani gerilme ve şekil değişimi ile ortam koşulları,oluşacak kırılmanın türünü belirler.Çeşitli dış etkilere karşın,ancak pek az malzemede bir tek kırılma türü görülebilir.Aynı malzemede birden fazla kırılma türünü görmek mümkündür.Özellikle endüstriyel uygulamalarda kırılma türü,kırılma mekaniği yönünden,kırılma sırasında iç yapıda olan değişiklerden,çatlağın yapıda ilerleyiş şeklinden ve kırılan kesit görünümünden ayrı ayrı değerlendirilebilir.Bu durumda yukarıda verilen kırılma türlerinin birkaçı aynı anda kırılmayı karakterize eder.Ancak malzemenin kırılma öncesi durumu ve kırılmaya neden olan yükleme koşullarına göre kırılma türleri gevrek ve sünek kırılma olarak iki şekilde incelenebilir.
a)Gevrek Kırılma:Yok sayılabilecek kadar az ya da hiç kalıcı şekil değişikliği oluşturmadan malzemenin kırılmasıdır.Çatlak ilerlemesi çok hızlı olup,bu ilerleme çevre yüzey enerjisi ile oluşmaktadır.Diğer bir deyimle,çatlak oluştuktan sonra,ilerlemesi için sürekli dış gerilime ihtiyaç yoktur.Birçok durumda gevrek olarak kırılan malzemelerde,sadece kırılmış yüzey civarında çok az oranda kalıcı şekil değişikliği oluştuğundan,kırılan yüzeyin görünümü parlak ve düzgündür.
b)Sünek Kırılma:Kırılmadan önce malzemede kalıcı şekil değişikliği oluşursa,bu tür kırılma sünek kırılmadır.Kalıcı şekil değişiklerinin miktarı,kırılma sonrasında malzemedeki kesit azalması veya gerilme yönünde oluşan boy uzaması ölçülerek saptanabilir.Kırılma kalıcı şekil değişikliği oluşturabilecek gerilme ile doğru orantılı olup,yavaş oluşmaktadır.Kırılma sonucu kırılma yüzeylerinin görünümü liflidir.
Malzemenin Kırılma Şekilleri : Malzemenin kırılma veya mukavemetini kaybetme; malzemenin tahrip olarak, parçalara ayrılması ve bu suretle maruz kalacağı yükleri emniyetle kaldırma kabiliyetini tamamen kaybetmesi demektir. Kırılmanın sebebi ve mekanizması henüz tam manasıyla anlaşılmış değildir. Kırılmada önemli rol oynayan iki türlü mukavemet bahis konusudur. Bunlardan ilki; kayma mukavemetidir ki kristalleri teşkil eden atomlardan bir kısmının diğer kısma göre kaymasını önler. Diğeri kohezyon mukavemeti olup atomların birbirinden uzaklaşmasına engel olmaya çalışır. Bu iki mukavemetten hangisi daha küçük ise cismin o mukavemetin sona ermesi ile malzeme kırılır.
Kayma Kuvvetleri:
Basit kayma hali, makaslama mukavemetinin tarifi münasebetiyle bir katı cismin herhangi bir kesitinde yalnız teğetsel gerilmenin veya kayma gerilmesinin bulunması basit kayma halidir. Genel olarak bir cisimde çekme ve basınç halinde gerilmeler ile uzama ve kısalmalar arasında bir orantı mevcut ise böyle bir cisim basit kayma özelliğinde aynı özelliğe sahip olabilir. Diğer bir deyişle bu durumda da gerilme ile deformasyon arasındaki lineer bir bağıntı mevcuttur veya hooke kanunu geçerlidir
Kırılmanın türü ne olursa olsun kırılma iki aşamada oluşur.İlk aşama “çatlak oluşumu“,bunu izleyen ikinci aşama ise “çatlağın ilerlemesi“dir.Oluşan çatlağın ilerlemeye başlayabilmesi için gerekli koşullar yüklemenin şekli ve değerine bağlı olmakla beraber,çatlak oluşumunun;çatlağın gözlenebilme düzeyine,kristal hatalara,dislokasyonlara,yapıda var olan mikro çatlaklara ve yüzey kusurlarına bağlı olduğu bilinmektedir.Şekil 1.`de 1.Bölge çatlak oluşumu sırasında hata boyutu saptanmasının zor olduğu alanı,2.Bölge çatlak oluşumundan çatlak ilerlemesine geçiş sırasında,mühendislik anlamında ilk hataların gözlenebildiği alanı ve 3.Bölge ise gözlenebilen çatlak ilerleme alanını simgelemektedir.
Şekil 1.Çatlak oluşumu ve ilerlemesinin şematik olarak gösterilişi.
KIRILMA KRİTERİ
Bir kırılma kriteri,herhangi bir konstrüksüyonun veya tasarımın tahmin edilen kırılma tutumuna karşı standart hüküm verebilme olarak tanımlanır.kırılma kriteri genel anlamlı bir deyim olup düzlem gerinim,elastik-plastik ve tümüyle plastik kırılma yaklaşımlarının hepsini içerir.Kriter seçiminde önemli etkenler,tasarımcıya hesaplamalar için gerekli olan malzemenin tokluk değerinin bilinmesi,uygun kırılma kontrol düzeninin seçimi ve konstrüksüyonlar için özel gereksinimlerin bilinmesi olarak sayılabilir.Bir kriterin geliştirilmesi için önemli bazı veriler şöyle sıralanabilir:
a)Tasarımın sıcaklık,yükleme,yükleme miktarı vb.,gibi çalışma koşullarının bilinmesi,
b)Yapım malzemelerinin kullanılabilirliğinde yüklemenin miktarı ve türünün özellikle iyi uygulanması,
c)Tasarımın arzu edilen kullanım düzeyi (düzlem gerinim,elastik-plastik veya tümüyle plastik tasarım),
d)Diğer tasarımlarda oluşan başarısızlıklarının nedenlerinin bilinmesi.
Verilerden,çalışma koşulları ile yükleme türünün bilinmesi,bu koşullara dayanıklı malzemenin seçimini gerektiren öncelikli gereksinimlerdir.Tasarımın arzu edilen kırılma türü ise,malzeme kalınlığı ve akama dayanımı ikileminden kaynaklanan ve kırılmanın türünü belirleyen önemli bir kavramdır.
KIRILMA TEORİLERİ
Cisimlerin kuvvetler tesiri altında ne gibi sebeplerin tesiri ile kırıldığını araştıran bilim adamları,bir çok deneyin sonucunda bazı kriterler ileri sürmüşlerdir.Bu kriterlere “Kırılma Kriterleri“ denir.Bazı kitaplar bu kriterleri “Kırılma Teorileri“ veya “Kırılma Hipotezleri“ adı altında inceler.
a)Çeşitli Şartlara ve Tesirlere göre Kırılmanın Sınıflandırılması:
Sıcaklık derecesi esas alınacak olursa,kırılma olayını:
1-Normal sıcaklıkta kırılma,
2-Yüksek sıcaklıkta kırılma.
olarak iki bölümde incelemek mümkündür.
Ayrıca,etki eden kuvvetlerin çeşidine göre:
1-Statik etki altında kırılma,
2-Dinamik etki altında kırılma.
Olarak iki bölümde incelemek mümkündür.
b)Normal Sıcaklıkta ve Statik Etki Altında Kırılma
Statik etkiyle kastedilen,kuvvetlerin yavaş etki ederek şiddetlerini yavaş yavaş artırmaları halinde meydana gelen kırılmadır.Bu kırılmayı açıklamak için ileri sürülen kırılma teorileri esas olarak üç grupta toplanabilir:
1-Gerilme Teorileri.
2-Şekil Değişimi Teorileri.
3- Şekil Değişimi İşi Teorileri.
1-GERİLME TEORİLERİ:
Bu teoriler kırılmanın gerilmelerden birinin sınırlı bir değere erişmesi veya gerilmeler arasındaki bir bağlantının sağlanması ile meydana geldiğini kabul ederler.Bunlar tarih sırasıyla aşağıda açıklanmaktadır:
Maksimum Normal Gerilme Teorisi:
Bu teoriye göre,kuvvetler etkisi altında bulunan katı cisimde kırılma,maksimum normal gerilmenin sınırlı bir değere ulaşması ile meydana gelir.Bu teori,ilk olarak bilim adamlarından Rankin,Lamé ve Clapeyron tarafından ileri sürülmüştür.Bu teoriye göre,genel olarak üçgen gerilme haline maruz bir cisimde her bir noktada,gerilme hali belirtilmeli,ve en büyük asal gerilme nerede ise,bu gerilme (s1)max ile gösterildiğine göre:
(s1)max =sF
Şekil 2.
olduğu zaman metal sınıfında olan malzemede “Akma“ başlar.Burada sF basit çekme veya basınç halindeki akma sınırıdır,Şekil 2.
Aynı gerilme
olduğu zaman kırılma başlar.Burada sB basit çekme,veya basınç halindeki “Kopma Gerilmesi“dir.Seçilen boyutun emniyetli olabilmesi için gevrek malzemede sem=sB/n, ve metal sınıfından sünek malzemede sem=sF/n esası ile seçilen bir emniyet gerilmesi alınır (Burada n>1 olup emniyet katsayısıdır) ve:
yapılarak boyut seçilir.Bazı özel haller düşünülecek olursa,mesela basit kayma halinde,bazı metaller gibi sünek malzemede,yine smax =sF olunca iç çözülme yani akma başlayacağından bu halde:
smax =tmax=sF
bulunur,Şekil 3.Emniyetle boyut seçilecek ise,
alınır.
t Şekil 3.
tF
sF s
Maksimum normal gerilme teorisinin daha kolay anlaşılması için,örneğin sünek malzemeden yapılmış ve iç çözülme veya akma şartı tmax= sF ile verilen düzlem gerilme haline maruz bir elemanı şu şekilde incelemek olanaklıdır:
Düzlem gerilme hali s1,s2 asal gerilmeleri ile verilmiş olsun,bir x,y koordinat eksen takımında,katı cismin içindeki her bir noktadaki s1,s2 asal gerilmelerini koordinat olarak kabul eden noktaları düşünelim.
Maksimum Kayma Gerilmesi Teorisi:
Bu teoriye göre genel olarak üçgen gerilme haline maruz kalan bir elemanda iç çözülme, sünek malzeme için,tmax lar içinde en büyük değerde olanının,tF gibi basit kayma halindeki “Kayma Gerilmesi Akma Sınırı“na erişmesi ile başlar,yani “Akma Şartı“:
dir.Çeşitli şekillerde formülleştirilebilen bu şart ilk defa bilim adamlarından Tresca ve daha sonra Guest tarafından ileri sürülmüştür.Bu teoriye göre,akma şartını sağlayan mümkün birçok gerilme halleri düşünülse,bunlar daima bu şartı sağlayacağından,bu gerilme hallerini gösteren “Mohr“ dairelerinden en dışta bulunan “Dış Daire“nin s eksenine paralel t= tF doğrusuna teğet olacakları görülür,Şekil 4.
t
Şekil 4.
tF
tablolar net cıkmamıs olabilir link isteyenler pm atsınlar
GİRİŞ
Kırılma konusu özellikle son yıllarda kuramsal ve deneysel olarak üzerinde en çok çalışılan mühendislik dallarından biri olmuştur.Gemilerin,boru hatlarının,basınçlı kapların ve uçakların konstrüksüyonunda kullanılan çelik ve yüksek dayanımlı alüminyum alaşımlı parçaların;akma dayanımlarının altındaki gerilmelerde,ya da kuramsal olarak hesaplanan konstrüktif emniyetli gerilme değerlerinin altındaki yüklerde kırılmaları,bilim adamlarını şaşırtan sürpriz sonuçlar olmuşlardır.Önceleri alışılagelmiş konstrüksiyon teorileri ile yapılan hesaplamalarda yanlışlık yapıldığı düşünülmüş,malzeme dayanımı,keskin köşeler,delikler ve kesit değişiklikleri olan yerlerde gerilme birikimleri göz önüne alınarak yeniden konstrüktif hesaplamalar yapılmıştır.Ancak yapılan bu kuramsal hesaplamalarda malzeme yapısında bulunan çok küçük çatlaklar ve kusurlar ele alınmadığından,başarısızlıkla karşılaşılan sonuçlarda bir değişiklik olmamıştır.Yapı çeliği,alüminyum ve bakır alaşımları gibi sünek malzemeler,üzerlerine bir zorlama geldiğinde,yapısında var olan bu küçük çatlak uçlarının etrafı plastik olarak şekil değiştirdiğinden aşırı yükleri bölgesel olarak yutarlar.Fakat,geçiş sıcaklığının altındaki yüklemelerde veya yüksek gerinim hızlarında ya da bileşik gerilmelerin etkisi ile zorlama durumunda olduğu gibi,malzemeler sünek bir tutum göstermeyip,düşük gerilme değerlerinde gevrek olarak kırılmışlardır.
Anılan olumsuzluklara,tasarıma Kırılma kavramı ile yaklaşıldığında çözüm getirilmiştir.Kırılma,makine elemanının kusursuz olmadığını,kusur kavramını ise,ilgili konstrüksiyona uygulanabilecek herhangi bir tahribatsız malzeme muayenesi yönteminin duyarlılık sınırları içerisinde bulunabilecek en küçük kusuru konstrüksiyonun dayanım yönünden en kritik yerinde mevcut olduğu varsayımını alarak,makine elemanı ömrünün hesaplanmasını ya da mevcut olan bir hatanın hasar oluşturacak bir boyuta gelebilmesi için gerekli ömür hesaplarının yapılmasını konu alan bir bilim dalıdır.
KIRILMA VE TÜRLERİ
Kırılma,kararlı ve kararsız çatlak ilerlemelerinin koşullarını inceleyen geniş bir bilim dalıdır.Bu denli geniş bir bilim dalı temel ve ilgi alanı birbirinden çok farklı olan makine,inşaat ve metalurji mühendisliğinin uygulamaları içerisine etkin bir biçimde yayılmıştır,Konuya böylesi kapsamlı açıdan bakıldığında;kırılma en genel haliyle malzemelerin gerilim altında iki veya daha fazla parçaya ayrılması olarak tanımlanabilir ve malzemelerin dayanım özelliklerini kontrol etmektedir.
Kırılma türlerini sınıflamak için çeşitli yöntemler vardır.Bunların en önemlisi,kırılmanın mekaniği ile ilgili olan ve uygulanan yükler ile bu yüklerin kırılma sırasında iç yapıdaki etkilerini önemseyerek yapılan sınıflamadır.Bu yönteme örnek olarak,gevrek kırılma,sünek kırılma,sürünme kırılması ve yorulma kırılmaları gösterilebilir.
Bir makine elemanının üzerine gelen zorlama şekli,yani gerilme ve şekil değişimi ile ortam koşulları,oluşacak kırılmanın türünü belirler.Çeşitli dış etkilere karşın,ancak pek az malzemede bir tek kırılma türü görülebilir.Aynı malzemede birden fazla kırılma türünü görmek mümkündür.Özellikle endüstriyel uygulamalarda kırılma türü,kırılma mekaniği yönünden,kırılma sırasında iç yapıda olan değişiklerden,çatlağın yapıda ilerleyiş şeklinden ve kırılan kesit görünümünden ayrı ayrı değerlendirilebilir.Bu durumda yukarıda verilen kırılma türlerinin birkaçı aynı anda kırılmayı karakterize eder.Ancak malzemenin kırılma öncesi durumu ve kırılmaya neden olan yükleme koşullarına göre kırılma türleri gevrek ve sünek kırılma olarak iki şekilde incelenebilir.
a)Gevrek Kırılma:Yok sayılabilecek kadar az ya da hiç kalıcı şekil değişikliği oluşturmadan malzemenin kırılmasıdır.Çatlak ilerlemesi çok hızlı olup,bu ilerleme çevre yüzey enerjisi ile oluşmaktadır.Diğer bir deyimle,çatlak oluştuktan sonra,ilerlemesi için sürekli dış gerilime ihtiyaç yoktur.Birçok durumda gevrek olarak kırılan malzemelerde,sadece kırılmış yüzey civarında çok az oranda kalıcı şekil değişikliği oluştuğundan,kırılan yüzeyin görünümü parlak ve düzgündür.
b)Sünek Kırılma:Kırılmadan önce malzemede kalıcı şekil değişikliği oluşursa,bu tür kırılma sünek kırılmadır.Kalıcı şekil değişiklerinin miktarı,kırılma sonrasında malzemedeki kesit azalması veya gerilme yönünde oluşan boy uzaması ölçülerek saptanabilir.Kırılma kalıcı şekil değişikliği oluşturabilecek gerilme ile doğru orantılı olup,yavaş oluşmaktadır.Kırılma sonucu kırılma yüzeylerinin görünümü liflidir.
Malzemenin Kırılma Şekilleri : Malzemenin kırılma veya mukavemetini kaybetme; malzemenin tahrip olarak, parçalara ayrılması ve bu suretle maruz kalacağı yükleri emniyetle kaldırma kabiliyetini tamamen kaybetmesi demektir. Kırılmanın sebebi ve mekanizması henüz tam manasıyla anlaşılmış değildir. Kırılmada önemli rol oynayan iki türlü mukavemet bahis konusudur. Bunlardan ilki; kayma mukavemetidir ki kristalleri teşkil eden atomlardan bir kısmının diğer kısma göre kaymasını önler. Diğeri kohezyon mukavemeti olup atomların birbirinden uzaklaşmasına engel olmaya çalışır. Bu iki mukavemetten hangisi daha küçük ise cismin o mukavemetin sona ermesi ile malzeme kırılır.
Kayma Kuvvetleri:
Basit kayma hali, makaslama mukavemetinin tarifi münasebetiyle bir katı cismin herhangi bir kesitinde yalnız teğetsel gerilmenin veya kayma gerilmesinin bulunması basit kayma halidir. Genel olarak bir cisimde çekme ve basınç halinde gerilmeler ile uzama ve kısalmalar arasında bir orantı mevcut ise böyle bir cisim basit kayma özelliğinde aynı özelliğe sahip olabilir. Diğer bir deyişle bu durumda da gerilme ile deformasyon arasındaki lineer bir bağıntı mevcuttur veya hooke kanunu geçerlidir
Kırılmanın türü ne olursa olsun kırılma iki aşamada oluşur.İlk aşama “çatlak oluşumu“,bunu izleyen ikinci aşama ise “çatlağın ilerlemesi“dir.Oluşan çatlağın ilerlemeye başlayabilmesi için gerekli koşullar yüklemenin şekli ve değerine bağlı olmakla beraber,çatlak oluşumunun;çatlağın gözlenebilme düzeyine,kristal hatalara,dislokasyonlara,yapıda var olan mikro çatlaklara ve yüzey kusurlarına bağlı olduğu bilinmektedir.Şekil 1.`de 1.Bölge çatlak oluşumu sırasında hata boyutu saptanmasının zor olduğu alanı,2.Bölge çatlak oluşumundan çatlak ilerlemesine geçiş sırasında,mühendislik anlamında ilk hataların gözlenebildiği alanı ve 3.Bölge ise gözlenebilen çatlak ilerleme alanını simgelemektedir.
Şekil 1.Çatlak oluşumu ve ilerlemesinin şematik olarak gösterilişi.
KIRILMA KRİTERİ
Bir kırılma kriteri,herhangi bir konstrüksüyonun veya tasarımın tahmin edilen kırılma tutumuna karşı standart hüküm verebilme olarak tanımlanır.kırılma kriteri genel anlamlı bir deyim olup düzlem gerinim,elastik-plastik ve tümüyle plastik kırılma yaklaşımlarının hepsini içerir.Kriter seçiminde önemli etkenler,tasarımcıya hesaplamalar için gerekli olan malzemenin tokluk değerinin bilinmesi,uygun kırılma kontrol düzeninin seçimi ve konstrüksüyonlar için özel gereksinimlerin bilinmesi olarak sayılabilir.Bir kriterin geliştirilmesi için önemli bazı veriler şöyle sıralanabilir:
a)Tasarımın sıcaklık,yükleme,yükleme miktarı vb.,gibi çalışma koşullarının bilinmesi,
b)Yapım malzemelerinin kullanılabilirliğinde yüklemenin miktarı ve türünün özellikle iyi uygulanması,
c)Tasarımın arzu edilen kullanım düzeyi (düzlem gerinim,elastik-plastik veya tümüyle plastik tasarım),
d)Diğer tasarımlarda oluşan başarısızlıklarının nedenlerinin bilinmesi.
Verilerden,çalışma koşulları ile yükleme türünün bilinmesi,bu koşullara dayanıklı malzemenin seçimini gerektiren öncelikli gereksinimlerdir.Tasarımın arzu edilen kırılma türü ise,malzeme kalınlığı ve akama dayanımı ikileminden kaynaklanan ve kırılmanın türünü belirleyen önemli bir kavramdır.
KIRILMA TEORİLERİ
Cisimlerin kuvvetler tesiri altında ne gibi sebeplerin tesiri ile kırıldığını araştıran bilim adamları,bir çok deneyin sonucunda bazı kriterler ileri sürmüşlerdir.Bu kriterlere “Kırılma Kriterleri“ denir.Bazı kitaplar bu kriterleri “Kırılma Teorileri“ veya “Kırılma Hipotezleri“ adı altında inceler.
a)Çeşitli Şartlara ve Tesirlere göre Kırılmanın Sınıflandırılması:
Sıcaklık derecesi esas alınacak olursa,kırılma olayını:
1-Normal sıcaklıkta kırılma,
2-Yüksek sıcaklıkta kırılma.
olarak iki bölümde incelemek mümkündür.
Ayrıca,etki eden kuvvetlerin çeşidine göre:
1-Statik etki altında kırılma,
2-Dinamik etki altında kırılma.
Olarak iki bölümde incelemek mümkündür.
b)Normal Sıcaklıkta ve Statik Etki Altında Kırılma
Statik etkiyle kastedilen,kuvvetlerin yavaş etki ederek şiddetlerini yavaş yavaş artırmaları halinde meydana gelen kırılmadır.Bu kırılmayı açıklamak için ileri sürülen kırılma teorileri esas olarak üç grupta toplanabilir:
1-Gerilme Teorileri.
2-Şekil Değişimi Teorileri.
3- Şekil Değişimi İşi Teorileri.
1-GERİLME TEORİLERİ:
Bu teoriler kırılmanın gerilmelerden birinin sınırlı bir değere erişmesi veya gerilmeler arasındaki bir bağlantının sağlanması ile meydana geldiğini kabul ederler.Bunlar tarih sırasıyla aşağıda açıklanmaktadır:
Maksimum Normal Gerilme Teorisi:
Bu teoriye göre,kuvvetler etkisi altında bulunan katı cisimde kırılma,maksimum normal gerilmenin sınırlı bir değere ulaşması ile meydana gelir.Bu teori,ilk olarak bilim adamlarından Rankin,Lamé ve Clapeyron tarafından ileri sürülmüştür.Bu teoriye göre,genel olarak üçgen gerilme haline maruz bir cisimde her bir noktada,gerilme hali belirtilmeli,ve en büyük asal gerilme nerede ise,bu gerilme (s1)max ile gösterildiğine göre:
(s1)max =sF
Şekil 2.
olduğu zaman metal sınıfında olan malzemede “Akma“ başlar.Burada sF basit çekme veya basınç halindeki akma sınırıdır,Şekil 2.
Aynı gerilme
olduğu zaman kırılma başlar.Burada sB basit çekme,veya basınç halindeki “Kopma Gerilmesi“dir.Seçilen boyutun emniyetli olabilmesi için gevrek malzemede sem=sB/n, ve metal sınıfından sünek malzemede sem=sF/n esası ile seçilen bir emniyet gerilmesi alınır (Burada n>1 olup emniyet katsayısıdır) ve:
yapılarak boyut seçilir.Bazı özel haller düşünülecek olursa,mesela basit kayma halinde,bazı metaller gibi sünek malzemede,yine smax =sF olunca iç çözülme yani akma başlayacağından bu halde:
smax =tmax=sF
bulunur,Şekil 3.Emniyetle boyut seçilecek ise,
alınır.
t Şekil 3.
tF
sF s
Maksimum normal gerilme teorisinin daha kolay anlaşılması için,örneğin sünek malzemeden yapılmış ve iç çözülme veya akma şartı tmax= sF ile verilen düzlem gerilme haline maruz bir elemanı şu şekilde incelemek olanaklıdır:
Düzlem gerilme hali s1,s2 asal gerilmeleri ile verilmiş olsun,bir x,y koordinat eksen takımında,katı cismin içindeki her bir noktadaki s1,s2 asal gerilmelerini koordinat olarak kabul eden noktaları düşünelim.
Maksimum Kayma Gerilmesi Teorisi:
Bu teoriye göre genel olarak üçgen gerilme haline maruz kalan bir elemanda iç çözülme, sünek malzeme için,tmax lar içinde en büyük değerde olanının,tF gibi basit kayma halindeki “Kayma Gerilmesi Akma Sınırı“na erişmesi ile başlar,yani “Akma Şartı“:
dir.Çeşitli şekillerde formülleştirilebilen bu şart ilk defa bilim adamlarından Tresca ve daha sonra Guest tarafından ileri sürülmüştür.Bu teoriye göre,akma şartını sağlayan mümkün birçok gerilme halleri düşünülse,bunlar daima bu şartı sağlayacağından,bu gerilme hallerini gösteren “Mohr“ dairelerinden en dışta bulunan “Dış Daire“nin s eksenine paralel t= tF doğrusuna teğet olacakları görülür,Şekil 4.
t
Şekil 4.
tF
