VERIM EFORU NEDIR VE NASIL ELDE EDILIR? - FIZIKSEL - 2025

Akma gerilimi kırılma veya kırılma olmaksızın plastik olarak deforme olan kalıcı deforme başlamak bir nesne için gerekli çaba, olarak tanımlanır.

Bu sınır bazı malzemeler için biraz belirsiz olabileceğinden ve kullanılan ekipmanın hassasiyeti bir ağırlık faktörü olduğundan, mühendislikte yapısal çelik gibi metallerdeki akma gerilmesinin% 0,2 kalıcı deformasyona neden olduğu belirlenmiştir. nesne.

Şekil 1. İnşaatta kullanılan malzemeler, ne kadar gerilime dayanabileceklerini belirlemek için test edilir. Kaynak: Pixabay.

Akma gerilmesinin değerini bilmek, kendisiyle üretilen parçalara vermek istediğiniz malzemenin kullanıma uygun olup olmadığını bilmek için önemlidir. Bir parça elastik sınırın ötesinde deforme olduğunda, amaçlanan işlevini doğru bir şekilde yerine getiremeyebilir ve değiştirilmesi gerekir.

Bu değeri elde etmek için, testler genellikle, her biri ile yaşadıkları uzama veya esnemeyi ölçerken, çeşitli stres veya yüklere maruz kalan materyalle (test tüpleri veya numuneler) yapılmış numuneler üzerinde gerçekleştirilir. Bu testler çekme testleri olarak bilinir.

Çekme testi yapmak için, sıfırdan bir kuvvet uygulayarak başlayın ve numune kırılıncaya kadar değeri kademeli olarak artırın.

Gerilme gerilme eğrileri

Çekme testi ile elde edilen veri çiftleri, yük düşey eksene, gerinim ise yatay eksene yerleştirilerek çizilir. Sonuç, aşağıda gösterilene benzer bir grafiktir (şekil 2) ve malzeme için gerilme-gerinim eğrisi adı verilir.

Ondan birçok önemli mekanik özellik belirlenir. Her malzemenin kendi gerilme-gerinim eğrisi vardır. Örneğin, en çok çalışılanlardan biri, aynı zamanda hafif veya düşük karbonlu çelik olarak da adlandırılan yapısal çeliktir. İnşaatta yaygın olarak kullanılan bir malzemedir.

Gerilme-uzama eğrisi, malzemenin uygulanan yüke göre belirli bir davranışa sahip olduğu farklı alanlara sahiptir. Kesin şekilleri önemli ölçüde değişebilir, ancak yine de aşağıda açıklanan bazı ortak özelliklere sahiptirler.

Aşağıdakiler için, çok genel anlamda yapısal çeliğe karşılık gelen şekil 2'ye bakın.

Şekil 2. Çelik için gerilme-uzama eğrisi. Kaynak: Hans Topo1993'ten değiştirilmiştir

Elastik bölge

O'dan A'ya kadar olan alan, Hooke Yasasının geçerli olduğu, gerilme ve gerilmenin orantılı olduğu elastik alandır. Bu bölgede, gerilimin uygulanmasından sonra malzeme tamamen geri kazanılır. Nokta A, orantılılık sınırı olarak bilinir.

Bazı malzemelerde, O'dan A'ya giden eğri düz bir çizgi değildir, ancak yine de elastiktirler. Önemli olan, şarj bittiğinde orijinal şekline dönmeleridir.

Elastik-plastik bölge

Daha sonra A'dan B'ye kadar, eforla deformasyonun daha hızlı arttığı ve her ikisini de orantısız bıraktığı bölge var. Eğrinin eğimi azalır ve B'de yatay hale gelir.

B noktasından itibaren, malzeme artık orijinal şeklini geri kazanmaz ve bu noktadaki gerilimin değeri, akma gerilimi olarak kabul edilir.

B'den C'ye olan alan, malzemenin akma bölgesi veya sürünme bölgesi olarak adlandırılır. Orada yük artmasa da deformasyon devam ediyor. Hatta azalabilir, bu yüzden bu durumdaki malzemenin tamamen plastik olduğu söylenir.

Plastik bölge ve kırılma

C'den D'ye kadar olan bölgede, malzemenin yapısında moleküler ve atomik seviyede değişiklikler gösterdiği ve deformasyonlara ulaşmak için daha fazla çaba gerektiren bir gerinim sertleşmesi meydana gelir.

Bu nedenle, eğri maksimum gerilim σ max'a ulaşıldığında sona eren bir büyüme yaşar _.

D'den E'ye kadar hala deformasyon mümkündür, ancak daha az yük ile. Numunede (örnekte) darlık adı verilen bir tür incelme oluşur ve bu da sonunda E noktasında kırığın gözlemlenmesine neden olur. Ancak, zaten D noktasında malzemenin kırılmış olduğu düşünülebilir.

Verim eforu nasıl elde edilir?

Bir malzemenin elastik sınırı L _e , elastikiyetini kaybetmeden dayanabileceği maksimum gerilmedir. Maksimum kuvvet F _m'nin büyüklüğü ile A numunesinin kesit alanı arasındaki bölümle hesaplanır .

L _e = F _m / A

Uluslararası Sistemdeki elastik limitin birimleri bir gerilme olduğu için N / m ² veya Pa (Paskal) 'dır. A noktasındaki elastik sınır ve orantılılık sınırı çok yakın değerlerdir.

Ancak başta da söylendiği gibi, bunları belirlemek kolay olmayabilir. Gerilme-uzama eğrisi yoluyla elde edilen akma gerilmesi, mühendislikte kullanılan elastik sınıra pratik bir yaklaşımdır.

Gerilim-gerinim eğrisinden akma gerilmesi

Bunu elde etmek için, elastik bölgeye (Hooke yasasına uyan) karşılık gelen, ancak yatay ölçekte yaklaşık% 0.2 veya deformasyonun inç başına 0.002 inç yer değiştiren çizgiye paralel bir çizgi çizilir.

Bu çizgi, dikey koordinatı σ _ile gösterilen ve şekil 3'te gösterildiği gibi istenen akma gerilmesi değeri olan bir noktada eğriyi kesecek şekilde uzanır . Bu eğri başka bir sünek malzemeye aittir: alüminyum.

Şekil 3. Uygulamada akma geriliminin belirlendiği alüminyum için gerilme-uzama eğrisi. Kaynak: kendi kendine.

Çelik ve alüminyum gibi iki sünek malzeme farklı gerilme-gerinim eğrilerine sahiptir. Örneğin alüminyum, önceki bölümde görülen kabaca yatay çelik kesitine sahip değildir.

Cam gibi kırılgan olduğu düşünülen diğer malzemeler yukarıda açıklanan aşamalardan geçmez. Kayda değer deformasyonlar meydana gelmeden çok önce kopma meydana gelir.

Unutulmaması gereken önemli ayrıntılar

- Prensipte dikkate alınan kuvvetler, numunenin kesit alanında şüphesiz meydana gelen değişiklikleri hesaba katmaz. Bu, numunenin deformasyonu arttıkça alandaki azalmayı hesaba katan gerçek gerilmelerin grafiğini çizerek düzeltilen küçük bir hataya neden olur.

- Dikkate alınan sıcaklıklar normaldir. Bazı malzemeler düşük sıcaklıklarda sünektir ve artık sünek değildir, diğer kırılgan malzemeler ise daha yüksek sıcaklıklarda sünek gibi davranır.

Referanslar

1. Bira, F. 2010. Malzemelerin mekaniği. McGraw Hill. 5. Baskı. 47-57.
2. Engineers Edge. Akma dayanımı. Engineersedge.com'dan kurtarıldı.
3. Sürünme stresi. Instron.com.ar'dan kurtarıldı
4. Valera Negrete, J. 2005. Genel Fizik Üzerine Notlar. UNAM. 101-103.
5. Vikipedi. Sürünme. Wikipedia.com'dan kurtarıldı