chapter 7: mechanical properties · 2018. 11. 28. · title: chapter 7: mechanical properties...
TRANSCRIPT
İNŞ205
MALZEME
BİLİMİ
Doç.Dr. Mert Yücel YARDIMCIIstanbul Okan Üniversitesi
İnşaat Mühendisliği Bölümü
BÖLÜM_6
MEKANİK ÖZELİKLER
İçerik
Mekanik özelliklerle ilgili tanımlar
Çekme testi: Gerilme – Br. Def. eğrisi
Çekme testinden elde edilen değerler
Gerçek gerilme gerçek birim def.
Gevrek malzemelerde eğilme testi
Bazı sorular…
• Gerilme ve birim deformasyon: Bunlar nedir ve
neden yük ve deformasyon yerine kullanılır?
• Elastik davranış: Yükler düşük olduğunda ne
kadar deformasyon olur? Hangi malzemeler az
deforme olur?
• Plastik davranış: Hangi malzemelerde
dislokasyonlar kalıcı deformasyona neden olur?
• Tokluk ve süneklik: Tanımları nedir? Nasıl
ölçülür?
• Seramik malzemeler: Seramik malzemeler için
ne tür testler önerilir?
YÜKLEMENİN TEMEL TİPLERİ
❑Çekme
❑Basınç
❑Kesme (Kayma)
❑Burulma
GERİLME VE BİRİM DEFORMASYON(Basınç ve çekme halinde)
Farklı boyutlardaki örneklerin karşılaştırılabilmesi için
uygulanan yük malzemenin en kesit alanına bölünür.
Mühendislik gerilmesi :
F uygulanan yük.
A0 ise örneğin yük uygulanmadan önceki deforme olmamış
en kesit alanıdır (yüke dik en kesit alanı)
Mühendislik birim
deformasyonu
Boy değişimi, Orijinal (ilk) boy
Gerilme ve birim deformasyon kavramları değişik en kesit
alanına ve boylara sahip malzemeler üzerindeki yükün
etkilerini karşılaştırabilmeye olanak sağlar.
Çekme yükleri için gerilme ve br.def. POZİTİF
Basınç yükleri için gerilme ve br.def. NEGATİF
GERİLME VE BİRİM DEFORMASYON(Kayma ve burulma halinde)
Kayma (kesme) gerilmesi:
F A0 yüzey alanına sahip yüzeylere paralel kuvvet.
Kayma (kesme) br.def.:
Birim deformasyon açısı (kayma açısı)
Burulma saf kaymanın (kesme) bir çeşididir.
Uygulanan bir T torku altında meydana gelen kayma
br.def. meydana gelen burulma açısı ile ilişkilidir.
İnşaat mühendisinin görevi tanımlanmış yükler
altında yapısal elemanlar üzerinde oluşacak gerilme
ve birim deformasyonların hesaplanmasıdır.
Eğer yük bir elemanın yüzeyine veya en kesitine
zamanla çok yavaş ve üniform bir şekilde değişen
formda uygulanıyorsa (statik yükleme), mekanik
davranış gerilme – birim deformasyon testi ile
belirlenir. Bu test metal malzemeler için oda
sıcaklığı şartlarında yapılır.
Çekme testinde malzemeye uygulanan yük, yük hücreleri ile
(load cell)
Uzama ise ekstansometrelerle belirlenir.
Yük ve uzama değerleri eş zamanlı çizilir ve yapılan
hesaplamalarla gerilme – br.def grafiği elde edilir.
Yük – deformasyon değerleri örnek boyutuna bağlıdır….
Örneğin, bir malzemenin en kesit alanı iki katına çıkarılırsa, aynı
uzama miktarını elde etmek için uygulanması gereken yük de iki
katına çıkarılmalıdır…
Bu geometrik faktörleri en aza indirebilmek için yük ve uzama
mühendislik gerilmesi ve mühendislik birim deformasyonuan
çevrilerek kullanılır...
Mühendislik gerilmesi Mühendislik birim deformasyonu
Mühendislik gerilmesi ve br.def.
F
F
x
x
L0
F
F
x
x
L0
L1
Gerilme
σ = F / A
Uzama
ΔL = (L1 – L0)
Br.Def.
ε = ΔL / L0
A en kesit alanı
F malzemenin en kesit alanına dik uygulanan kuvvet (N).
A0 yük uygulanmadan önce örnek en kesit alanı (mm2)
Mühendislik gerilmesi (gerilme) MPa (=1N/mm2=106N/m2)
L0 Yük uygulanmadan önceki örnek ilk boyu.
L1 herhangi bir yükleme anındaki boy.
Çekme testi
Çekme Testinden elde edilen önemli
mühendislik parametreleri (metaller için)
• Young Modülü (Elastisite Modülü): Gerilme –br.def. eğrisinin başlangıç eğimidir. Her malzeme için belirli bir değerdedir.
• Akma dayanımı: Malzemenin aktığı noktadaki gerilmedir. Belirgin akma göstermeyen malzemede % 0,2 ofset değeri ile belirlenir...
• Çekme dayanımı: Gerilme – br.def. eğrisindeki en yüksek gerilme değeridir.
• Uzama yüzdesi: Uzama miktarının orijinal boya bölümü yüzdesidir..
Tanımlar
Yük – Deney sırasında malzemeye (örneğe)
uygulanan kuvvettir..
Strain gage veya ekstansometre- Deney sırasında
br.def. veya boy değişimini ölçen cihaz.
Mühendislik gerilmesi-Uygulanan yük veya
kuvvetin orijinal en kesit alanına bölümü.
Mühendislik br.def.- Çekme testi sırasında birim
boyda meydana gelen deformasyon (birimsizdir,
mm/mm, cm/cm vb.)
Gerilme – br.def. İlişkisi
P
P
Str
ess
(σ)
Strain (ε)
P
P
Gerilme – br.def. ilişkisi
Str
ess
(σ)
Strain (ε)
P
P
Gerilme – br.def. ilişkisi
Str
ess
(σ)
Strain (ε)
P
P
Pla
stic
def
orm
atio
n
Elastic
def.
Gerilme – br.def. ilişkisi
Str
ess
(σ)
Strain (ε)
P
P
Gerilme – br.def. ilişkisi
Str
ess
(σ)
Strain (ε)
Pla
stic
def
orm
atio
n
Elastic
def.
P
P
Gerilme – br.def. ilişkisi
Str
ess
(σ)
Strain (ε)
Pla
stic
def
orm
atio
n
Elastic
def.
Elastisite modülü veya Young Modülü (E)S
tres
s (σ
)
Elastic
def.
Pla
stic
def
orm
atio
n
Strain (ε)
Belirli bir leastik limite kadar gerilme ve
birim deformasyon linner olarak orantılıdır.
Hooke Yasası
σ = E ε
Gerilme ve br.def. Arasındaki bu
orana E (GPa) elastisite modülü
veya Young modülü denir.
45 Gpa magnezyum için
407 GPa tungsten
200 GPa yapısal çelik için…
Elastisite modülü malzemenin rijitliği veya malzemenin elastik
deformasyona karşı direnci olarak düşünülebilir...
Aynı gerilme seviyesi altında E’si yüksek olan malzemeden yapılmış
olan örnek daha az deformasyon yapacaktır.
E elastik deformasyonların hesabında çok önemli bir mühendislik
parametresidir.
▪Seramik malzemeler ile metalik malzemelrin E’si yakındır (her
zaman değil! Polimerler daima daha düşüktür.
▪Bu atomlar arası bağ yapıları ile ilgilidir..
σ
ε
σ
ε
σ
εLineer elastik
(Doğrusal elastik)
N o n - L i n e e r e l a s t i k
( D o ğ r u s a l o l m a y a n e l a s t i k )
Elastik malzemede (veya davranışta) deformasyona
neden olan yük kalkarsa malzemede kalıcı
deformasyon oluşmaz!
Elastik Deformasyon
Gerilme ile birim deforasyonların orantılı olduğu deformasyonlar
elastik deformasyondur.
Elastik Deformasyon
Doğrusal olmayan elastik malzemde tanjent veya sekant modulü (kiriş modülü)
elastisite modülü hesabında kullanılır.
Dökme demir, beton, polimerlerin çoğu
28
Typical stress-strain
behavior for a metal
showing elastic and
plastic deformations,
the proportional limit P
and the yield strength
σy, as determined
using the 0.002 strain
offset method (where there
is noticeable plastic deformation).
P is the gradual elastic
to plastic transition.
Atomlar arası bağ kuvvetleri
açısından elastisite modülü
Poisson oranı gerilme altındaki bir malzemede elastik sınırlar
içerisinde enine meydana gelen şekil değiştirmenin boyuna
şekil değiştirmeye oranıdır.
En yüksek değer kauçuk içindir.
AKMA NOKTASI BELİRSİZ VE BELİRLİ MALZEMEDE
AKMA DAYANIMI
Üst akma
sınırı
Alt akma
sınırı
Elastik Plastik
Birim deformasyonBirim deformasyon
0,002
Ger
ilm
e
Ger
ilm
e
Anelastiklik
Plastik Deformasyon
(Kalıcı)
(c)2003 Brooks/Cole, a division of Thomson Learning, Inc. Thomson Learning™ is a trademark used herein under license.
• Sünek bir malzemede çekme testi sırasında boyun
verme sonrası lokalleşen deformasyon.
• Resim kırık bölgesindeki boyun verme şeklinde
gerçekleşen plastik deformasyonu açıkça gösteriyor
Sünek kırılma
(Plastik deformasyon var,
kırık yüzeyi pürüzlü)
Gevrek kırılma
(Plastik deformasyon yok, kırık
yüzeyi düz ve keskin)
Kalıcı Deformasyon
• Metallerdeki kalıcı deformasyon
dislokasyon hareketi sonucu oluşan
kaymaya bağlanır…
• Bir çok yapı servis yükleri altında elastik ve
çok küçük deformasyon yapacak şekilde
tasarlanır.
• Plastik deformasyona uğrayan bir yapı,
fonksiyonunu tam olarak yerine getiremez
ve güven vermez.
Metallerde Gerilme – Br.Def Eğrisinin
Tipik Özellikleri
ε
σ
O
A
OA Kısmı:
Elastik Bölge.
Bu kısımda gerilme ve
birim deformasyon lineer
olarak orantılıdır.
εEσ =ε
σE =
εe
σe
B
C
D
ε
σ
O
A
B
AB Kısmı:
Non-lineer elastik veya
Elasto-plastik davranış geçiş
bölgesi
A noktası gerilme – br def
eğrisinin lineerlikten saptığı ilk
noktadır. Bu nokta malzemenin
orantılık limiti olarak bilinir.
Bazı malzemeler A noktası ile
akma noktası olarak belirlenen B
noktası arasında non-lineer
elastik davranışta bulunur. 0.002
Akma noktası belirgin olmayan malzemelerde akma gerilmesi, birim
deformasyon ekseninde 0.002’lik değerden OA parçasına çizilen
teğetin gerilme – br def eğrisini kestiği noktaya karşılık gelen gerilme
değeri olarak belirlenir. 0,002’lik ofset değeri bazı malzemeler için
0,005 olarak alınabilir.
σy
C
D
ε
σ
O
A
B
0.002
C
BC Kısmı
Akmadan sonra gerilmenin
artan br. deformasyona karşılık
maksimum değerini alana kadar
arttığı bölgedir. Bu olaya
pekleşme, bölgeye de pekleşme
bölgesi denir.
Malzemenin çekme dayanımı
mühendislik gerilme – br def
eğrisindeki en büyük gerilme
değeridir.
Bu değer malzemenin
kırılmadan dayanabileceği en
yüksek gerilme seviyesidir.
Eğer bu gerilme malzemeye
uzun süre uygulanırsa malzeme
kırılacaktır.
D
Yükleme BC
bölgesinde
kaldırılırsa gerilme
– br def eğrisi E
eğimini takip eder.
Çekme dayanımı malzemenin
kırılmadan taşıyabileceği en
yüksek gerilme seviyesidir.
CD Kısmı
(Boyun verme bölgesi)
C noktasına kadar oluşan tüm
deformasyon çekme örneğinde
üniformdur. Ancak malzeme
maksimum gerilme ile yüklendikten
sonra malzemede en kesit azalmasına
yol açan bir boyun verme bölgesi
gözlenir. Gerilme artık bu bölgeye
yığılmış durumdadır ve kırıkma bu
azalmış kesit bölgesinde meydana
gelecektir. Kırılma dayanımı D
kırılma noktasındaki gerilmedir. εO
A
B
0.002
C
D
T
E
N
S
I
L
E
P
R
O
P
E
R
T
I
E
S
Room T valuesa = annealed
hr = hot rolled
ag = aged
cd = cold drawn
cw = cold worked
qt = quenched & tempered
Akma Dayanımı Karşılaştırması
Metaller Seramikler Polimerler Kompozitler
Akm
a d
ayan
ımı
Akm
a g
özle
nm
ez v
eya k
ırılm
a a
km
adan
önce g
özle
ndiğ
inden ö
lçüm
ü ç
ok z
or
Akm
a g
özle
nm
ez v
eya k
ırılm
a a
km
adan
önce g
özle
ndiğ
inden ö
lçüm
ü ç
ok z
or
Deforme olmamış bir
termoplastik polimer çekme
örneği,
(a)Polimer zincirleri rastgele
dağılmıştır.
(b)Gerilme uygulandığında lokal
olarak düzleşen polimer
zincirlerinden dolayı boyun
bölgesi oluşur. Gerilem
uygulandıkça polimer
zincirlerde düzleşme artar ve
tüm örnek boyunca kesit
azalması gözlenir..
(c) Düzelen zincirlerden dolayı
örnek boyunda aşırı uzama
ve dayanım artışı gözlenir.
Polimer Malzemelerin Çekme Davranışı
Deformasyondan
önce polimer
zincirleri
Deformasyonla polimer
zincir düzleşmesi
Room T values
Based on data in Table B4, Callister 6e.
a = annealed
hr = hot rolled
ag = aged
cd = cold drawn
cw = cold worked
qt = quenched & tempered
AFRE, GFRE, & CFRE =
aramid, glass, & carbon
fiber-reinforced epoxy
composites, with 60 vol%
fibers.
Tensile Strength: Comparison
Aşağıdaki web adreslerinden değişik
malzemelerin çekme davranışını izleyebilirsiniz…
http://www.wiley.com/college/callister/0470125373/vmse/strstr.htm
http://www.wiley.com/college/callister/0470125373/vmse/index.htm
Örnek 1
Magnezyum örneğin çekme testi
En kesit boyıtları 3.2 mm x 19.1 mm
bir magnezyum çubuk örneke çekme
testi uygulanmıştır. Verilen yük –
uzama verilerini kullarak aşağıdaki
soruları cevaplayınız.
a) Malzemenin mühendislik
gerilmesi – birim deformasyon
eğrisini çiziniz..
b) Elastisite modülünü hesaplayınız.
c) 0.002 ofset değerine göre akma
dayanımını bulunuz.
d) Malzemenin çekme dayanımını
hesaplayınız.
Yük Boy (mm)
Kırılma
Örnek 1 - Çözüm
• Diğer bir süneklik ölçütü(Çekme için en kesitte azalma):
100% xA
AAAR
o
fo −=
• Süneklik uzama yüzdesi (kırılma sırasındkai plastik
deformasyon yüzdesi) veya enkesit alanındaki % azalma.
• %AR > %EL eğer boyun verme bölgesinde çok fazla
mikroyapısal boşluk varsa mümkün olabilir.
100% xl
llEL
o
of −=
Süneklik Ölçüsü, %EL (% uzama)
Süneklik kırılma sırasındaki
plastik deformasyonların bir
ölçüsüdür.
A material that
suffers very
little plastic
deformation is
brittle.
Tokluk
Düşük tokluk: Seramik malzemeler
Yüksek tokluk: metaller
Malzemenin
kırılmaya
kadar enerji
yutma
kapasitesidir.
•tokluğu
yüksek”
malzeme
yüksek
dayanım ve
sünekliğe
sahiptir.
•Tokluk, gerilme –
br def veya yük –
sehim eğrisinin
altında kalan
olarak alınabilir.
GEVREK
SÜNEK
• Kırılmaya kadar malzemenin harcadığı enerjinin ölçüsü
smaller toughness- unreinforced polymers
Engineering tensile strain,
Engineering
tensile
stress,
smaller toughness (ceramics)
larger toughness (metals, PMCs)
Tokluk
Mühendislik
çekme
Gerilmesi, σ
Mühendislik çekme br def. ε
Düşük tokluk (seramikler)
Yüksek tokluk (metaller)
Düşük tokluk
(polimerler)
64
Lineer Elastik Özellikler
Elastisite modülü, E:
(Young modülü)
• Hooke Kanunu: = E
• Poisson oranı:metaller : n ~ 0.33
seramikler : n ~0.25
polymerler : n ~0.40
Birimler:
E: [GPa] veya [MPa]
n: boyutsuz
n = x/y
x
y
Birim deformasyon
Çek
me
ger
ilm
esi
Yükleme
BoşaltmaDoğrudan
çekme
Eğim:
Elastisite modülü
Lineer
elastik
Mühendislik Birim Deformasyonu
Birim deformasyon birimsizdir (mm/mm, cm/cm, vb.)
Doğrudan çekme gerilmesialtında eksenel (z) uzama (pozitif birim
deformasyon) ve yanal (x ve y) kısalma (negatif birim deformasyon)
ÖRNEK PROBLEM:
Boyu 305 mm olan bakır bir çubuk 276 Mpa’lık eksenel çekme gerilmesine
maruz bırakılmıştır. Bu gerilme seviyesinde bakır çubuğun tam elastik
davrandığı bilindiğine göre çubuğun boyunun ne kadar uzayacağını
hesaplayınız. (Bakırın (copper) elasitisite modülü Tablo 6.1’den alınabilir).
ÖRNEK PROBLEM:
Çapı 10 mm olan pirinç bir çubukta 2,5x10-4 mm boy uzamasına
neden olacak eksenel çekme çekme kuvvetini hesaplayınız. (Pirinç
malzeme (brass) elastisite modülü Tablo 6.1’den alınabilir.
Deformasyon tam elastiktir).
İzotropik malzemeler için kayma modülü ve elastisite modülü
arasındaki ilişki Poisson oranına da bağlıdır.
Poisson OranıMalzemeye uygulanan normal gerilme (örneğin z
doğrultusunda) gerilme uygulanan eksene dik doğrultularda (x
ve y) şekil değiştirmelere neden olur. İzotropik malzemelerde
elastik sınırlar içerisinde uygulanan gerilme altında malzemede
meydana gelen enine şekil değiştirmenin boyuna şekil
değiştirmeye oranına Poisson Oranı denir.
Poisson oranının en büyük değeri
0,5’dir (kauçuk malzeme Poisson
oranı).
G yaklaşık 0,4E’dir.
= E
t = G g
avg = KDV
Vo
Gerilmeler Birim deformasyonlar
Elastik Malzeme Sabitleri
Normal gerilme
Kayma gerilmesi
Hacimsel gerilme
(Hidrostatik basınç)
E, G ve K modüllerdir... Elastisite modülü (E), kayma
modülü (G), hacimsel modül veya sıkışmazlık (K)...
ÖRNEK PROBLEM
Yükleme
sonrası
Yükleme
öncesi
10
cm
10 cm
10
.00
4 c
m
9.999 cm
P=10000 kgf
Malzeme bu yük altında lineer elastik davranıyor ve izotrop ise
elastisite modülü (E) ve Poisson oranını (υ) hesaplayınız.
10cm
10cm
Δl/2=0.002cm
Δd/2=0.0005cm
10000 kgf
P=10000 kgf
P=10000kgf → σ=10*10
10000
E=σε =
100
0.0004= 250000 kgf/cm2
εlong=Δll0
= =0.00040.00410
εlat=Δdd0
= = -0.0001-0.001
10
ν = --0.0001
0.0004= 0.25
POISSON’S RATIO:
= 100 kgf/cm2
ÖRNEK PROBLEM
Çapı 14 mm, boyu 200 mm olan silindir formdaki bir çubuka 38 kN’luk tek eksenli
çekme kuvveti uygulanmaktadır.
Çubuğun aşağıdaki koşulları yerine getirebilmesi için tabloda verilen malzemelerden
hangisi veya hangileri ile yapılması gerekir?:
- Çubuk bu yük altında hiç plastik deformasyon yapmamalıdır.
- Çubukta boyuna uzama miktarı 0,8 mm’yi aşmamalıdır.
- Yanal birim deformasyon 2x10-3 değerini aşmamalıdır.
Malzeme Elastisite
modülü
(GPa)
Akma
dayanımı
(MPa)
Poisson
oranı
Alüminyum
alaşım
70 250 0,33
Çelik alaşım 205 550 0,27
Magnezyum
alaşım
45 170 0,35
Gerçek Gerilme ve Gerçek Br. Def.
Gerçek Gerilme Uygulanan yükün deforme olmnuş en
kesit alanına bölümü ile elde edilen gerilme.
Gerçek Br.def. Her bir yükleme adımındaki uzamanın ilk
boy yerine o yüklemedeki son boya bölümü ile edilen
br.def. (εt ln(l/l0) ).
•Gerçek gerilme – gerçek br.def. İle
mühendislik gerilme-br def eğrileri...
•Eğriler akma sınırına kadar çizilmiş
temsili eğrilerdir..
Gerçek
Mühendislik
Birim deformasyon
Ger
ilm
e
İnşaat çeliği için tipik gerilme – br.def eğrileri
(1psi=0.00690MPa)
Mühendislik
Gerçek
0.2
8
0.6
1
Magnesium,
Aluminum
Platinum
Silver, Gold
Tantalum
Zinc, Ti
Steel, Ni
Molybdenum
Graphite
Si crystal
Glass-soda
Concrete
Si nitrideAl oxide
PC
Wood( grain)
AFRE( fibers)*
CFRE*
GFRE*
Glass fibers only
Carbon fibers only
Aramid fibers only
Epoxy only
0.4
0.8
2
4
6
10
20
40
6080
100
200
600800
10001200
400
Tin
Cu alloys
Tungsten
<100>
<111>
Si carbide
Diamond
PTFE
HDPE
LDPE
PP
Polyester
PSPET
CFRE( fibers)*
GFRE( fibers)*
GFRE(|| fibers)*
AFRE(|| fibers)*
CFRE(|| fibers)*
MetalAlaşımlar
Grafit
Seramikler
Yarı iletkenler
Polimerler
Kompozitler
/lifler
E(GPa)
109 Pa
Elastisite Modülü Karşılaştırması
Eseramik > Emetal >> Epolimer
Örnek: Gerçek gerilme – gerçek birim deformasyon
Orjinal (ilk) çapı 12,8 mm olan silindirik bir çelik çubuk kırılana kadar
çekme gerilmesine maruz bırakılmış ve 460 MPa mühendislik
gerilmesinde kırıldığı bulunmuştur. Kırılma anında çelik çubuğun en kesit
çapının 10,7 mm olduğu ölçüldüğüne göre;
(a) En kesit alanında % azalmaya göre malzeme sünekliğini,
(b) Kırılma anında gerçek gerilmeyi hesaplayınız.
Seramiklerin Mekanik Özellikleri
• Gevrek bir malzeme olan seramik kökenli
malzemelerin (beton dahil) gerilme-br.def ilişkisi
doğrudan çekme testi ile belirlenmez, Çünkü;
▪ Gevrek (kırılgan) malzeme ile özel geometriye
sahip örnek hazırlamak zordur.
▪ Örneği kırmadan çeneler vasıtası ile tutmak
zordur.
▪ Seramik malzemeler yaklaşık % 0,1’lik bir
çekme birim deformasyonunda hemen kırılır. Bu
nedenle örneke çenelerle tutularak tam eksenel
kuvvetin uygulanması zordur.
Gevrek Malzemelerin Çekme Dayanımı Genellikle Eğilme Testi ile Belirlenir
Eğilme Testi – İki ucundan mesnetlenmiş prizmatik
çubuklara uygulanan eğilme yüküne dayanımın (direncin)
tayin edildiği test.
Eğilme dayanımı veya kırılma modülü –Örneği eğilme
testinde kırılması için gerekli gerilme.
Eğilme modülü – Eğilme testinde elde edilen gerilme –
br.def eğrisinin başlangıç kısmı eğiminden elde edilen
elastisite modülü.
(c)2003 Brooks/Cole, a division of Thomson Learning, Inc. Thomson Learning™ is a trademark used herein under license.
(a)Gevrek malzemelerin eğilme dayanımının belirlenmesi için eğilme testi
(b) Eğilme sonuuc oluşan δ sehimi (deplasmanı)
EĞİLME TESTİ
(c)2003 Brooks/Cole, a division of Thomson Learning, Inc. Thomson Learning™ is a trademark used herein under license.
The stress-strain behavior of brittle materials compared with that of more ductile materials
• Şekil 3 noktalı eğilme testidir...
• Seramikler gibi gevrek
malzemelerin eğilmede çekme
dayanımının belirlenmesinde
kullanılır.
• Eğilme dayanımı kırılma
anında kesitte oluşan
gerilmedir.
Eğilme Dayanımı
Dikdörtgen
kesit
Dairesel
kesitMesnet
Gerilme
Maksimum eğilme momenti
Örnek merkezinden en dış yüzeye
mesafeKesit atalet momenti
Uygulanan eğilme yükü
Dikdörtgen
kesit
Dairesel
kesit
• Eğilme deneyinde elastisite modülü tayini sadece
Elastik sınırlar içerisindeki yüklemede mümkündür.
EĞİLME TESTİ İLE LEASTİSİTE
MODÜLÜ TAYİNİ
E =F
d
L3
4bd3
Dikdörtgen kesit
için.
FL/2 L/2
d= orta nokta
sehimi
En kesit
b
d
Dikdörtgen kesit
Eğim
Lineer elastik davranış
3-NOKTALI EĞİLME - 4-NOKTALI EĞİLME TESTİ
Beton gibi gevrek malzemelerin eğilme testi üç noktalı veya
dört noktalı eğilme deneyi ile belirlenebilir....
L/2 L/2 L/3 L/3 L/3
L L
P P/2 P/2
P/2
-P/2
P/2
-P/2
(P.L/4)(P.L/6)
b
h
+-
+-
+ +
[V] [V]
[M] [M]
3-NOKTALI EĞİLME - 4-NOKTALI EĞİLME TESTİ
Üç noktalı eğilme Dört noktalı eğilme
Üç noktalı eğilme testinde kiriş örneğin orta noktasında tek bir bölge
maksimum gerilme ile zorlanmaktadır.
Dört noktalı eğilme testinde ise maksimum gerilme kiriş orta
bölgesinde belirli bir alana yayılmıştır. Böylece maksimum gerilme
bölgesine bir kusur veya ince çatlak denk gelme olasılığı yüksek
olmaktadır. Bu nedenle dört noktalı eğilme deneyi beton gibi gevrek
malzemelerin testlerinde daha gerçekçi sonuçlar verir ve tercih edilir...
3-NOKTALI EĞİLME - 4-NOKTALI EĞİLME TESTİ
--Gevrek davranış (iç yapı: yönlenmiş zincir, çapraz bağlı & ağ şeklinde)
--Plastik davranış (iç yapı: yarı kristal durum)
Elastomerlerin Gerilme – Br.Def EğrisiŞekilde plastik malzemelerin 3
farklı mekanik davranışı
görülüyor...
A – Gevrek davranış
B – Plastik davranış
C - Çok elastik (elastomer)