Yapı Malzemelerinin Şekil Değiştirme Özelikleri (DOKTORA)

• Konular: Dayanım tükenmesine neden olan faktörler, katı cisimlerin mekanik davranışları, ideal cisimler ve mekanik modeller,  gerilme hali, şekil değiştirme hali, bünye denklemleri, viskoelastisite (Reolojik Modeller), plastik şekil değiştirme, dislokasyonlar, çok kristalli metallerin plastik şekil değiştirmesi, metalik malzemelerde mukavemet arttırıcı işlemler.

• Derste devam: % 80

• Notlar: Ara sınavı (% 30) +Ödev (% 30) +  Yarıyıl sonu sınavı (% 40)=100 olarak dikkate alınacaktır.

 

 Atomsal yapı (kuantum sayıları, bağlar, bağ kuvvetlerinin ve bağ enerjisinin atomlar arası uzaklıkla değişimi, atomlar arası koordinasyon, atomlar arası uzaklığa etki eden etkenler, atomlar arası bağlarla bağ kuvvetleri arasındaki ilişkiler, bağlara bağlı malzemelerin sınıflandırılması )

 

Kristal yapılar (BK, YMK, HMK, Kristal doğrultular, kristal düzlemler, atomsal dolgu faktörü, koordinasyon sayısı)

                                      kristal yapı kusurları: Noktasal kusurlar, dislokasyonlar, (tane sınırları, yüzeyler) )

 

Gerilme                   

                                               Tansör gösterimi ile ilgili kurallar

                                               Asal gerilmeler ve asal eksenler

                                               Maksimum kayma gerilmeleri

                                               Deviatrik gerilme tansörü

                                               Oktoedral kayma gerilmesi

 

Şekil değiştirme hali

                                              Şekil değiştirme tansörü nedir?

                                              Hacimsel şekil değiştirme

                                              bünye denklemleri nedir?

                                              lineer elastik bünye denklemleri

                                              hook yasası (izotrop ve homojen cisim için)

                                               poisson oranı

                                              üç eksenli gerilme hali

                                              Basit kayma durumunda hook yasası, kayma modülü

                                            Lame sabitleri

                                                Hacimsel elastisite modülü

                                               Malzeme sabitleri arasındaki ilişkiler

 

Genelleşririlmiş hook yasası (lineer anizotrop cisimlerde) nedir?

                                               Özel haller:

                                               1. bir yapısal simettri düzlemine sahip cisim (ahşap)

                                               2. birbirine dik üç simetri düzlemine sahip cisim

                                                      (ortotropik cisim)(fiberglass plaka, yönlenmiş taneli metal)

                                               3. Enine izotrop cisim

                                               4. Homojen izotrop cisim

                                               sonlu elastik şekil değiştirme (kauçuk elastisitesi))

 

Malzemelerin zamana bağlı davranışları

               (sünme ve gevşeme, deneyleri, betonda, plastikte, ahşapta, doğal taşlarda, yüksek sıcaklıkta metalde)

 

Viskoelastik bir cismin bünye denklemi (Hook cismi, Newton cismi (ideal viskoz), bingham modeli (doğal viskoz), maxwell cismi, kelvin cismi, Burger cismi, standart katı cisim)

 

KYB reolojisi ve akışının modellenmesi; sıvıların reolojisi (Psödoplastik, Dilant, Plastik, Tiksotropik, Reopektik)

 

Plastik şekil değiştirme (kristallerin teorik kayma dayanımı (kusursuz kristalde), dislokasyonlar:kenar dislokasyonu ve tırmanması, makroskobik şekil değiştirme; vida dislokasyonu ve çapraz kayma; karmaşık dislokasyon; dislokasyon üzerine etki eden kuvvet; Dislokasyon hat gerilmesi; kayma düzlemleri ve kayma sistemleri; kayma gerilmesi bileşeni (kayma koşulu), kenar dislokasyonunun kesişmesi, dislokasyonların çoğalması, dislokasyonların bir engel önünde yığılması, genleşmiş dislokasyon, Cottrell-Lamer Maniası, tek kristallilerin mikroplastisitesi, tek kristallilerde pekleşme ve toparlanma, ikizlenme, çok kristalli metallerin şekil değiştirmesi)

 

Malzemede dayanım arttırıcı işlemler (1-Yapısal Sertleşme Etkenleri: a-katı eriyik atomları (alaşımlandırma),

                                                                                                                   b-kristal yapıda çökelme

                                                                2-soğuk şekil değiştirme (pekleşme)

                                                                3-tane büyüklüğü ile dayanım arttırma

                                                           Su verme, temperleme, yumşatma tavlaması)

 

Bazı mekanik davranışların dislokasyonlarla açıklanması: çeliklerde üst ve alt akma sınırları;

                                                                                               şekil değiştirme yaşlanması;

                                                                                               Bauschinger olayı

                                                                                               çatlak oluşumunun dislokasyon teorisi

 

Akma hipotezleri: Tresca; Von- Mises; Hosford; Hill 48; Barlat ve Lian; YLD2000 Akma Kriteri

                           (Sünek Malzemeler için Akma Kriterleri: Tresca Kriteri (Maksimum Kayma Gerilmesi Kriteri)

                                                       Von-Mises Kriteri (Eşdeğer Gerilme veya Maksimum Çarpılma Enerjisi Kriteri)

                               Gevrek Malzemeler için Kırılma Kriterleri: Rankine Kriteri, Columb Kriteri, Mohr Kriteri

                               Akma koşullarının deneysel olarak saptanması