Yorulma Deneyi

1-      DENEYİN ADI:

 Yorulma Deneyi

2-      DENEYİN AMACI:

Malzemelerin tekrarlanan yükler ve titreşimler altındaki davranışlarını belirlemek amacıyla yapılır.

3-TEORİK BİLGİ:

Yorulma en basit şekilde bir veya daha fazla küçük çatlağın daha çok çekme gerilmesinin en fazla olduğu yüzeyde çekirdeklenmesi ve müteakibinde yükün devamlı dönüşümlü olarak değişmesi sonucu yavaş büyümesiyle görülür. Çatlakların zamanla büyümesi net kesit alanını daraltmakta ve kalan bölümün aşırı yüklenmesiyle beklenmedik ani kırılmaya sebep olmaktadır.Yani kısaca yorulma, malzemenin değişken yükler altındaki davranışı, hasarıdır.Burada yüklerin değişmesinden kasıt şiddet değil kuvvetlerin yönüdür.Yorulma statik değil dinamiktir ve malzemenin önceden ne zaman kopacağı kestirilemez, ani bir kopma yaşanır.

Yorulma 3 aşamada gerçekleşir;

-Çatlama başlangıcı

-Çatlak ilerleyişi

-Hasar

    Malzemede bir çatlak oluşuyor , çatlak zamanla ilerliyor ve bir noktadan sonra kalan kesit yükü taşıyamadığından kırılma gerçekleşiyor.

                               1)Tam değişken gerilme     2)Alt gerilmesi sıfır olan             3) Ön gerilmesi olan             

   

 Yorulma alt sınıflara ayrılır,

a)      Yüksek tekrarlı yorulma.

b)      Düşük tekrarlı yorulma:

                                                                                                                                                                                                      

Çevrim sayısı 10000’den büyükse yüksek tekrarlı yorulma, düşükse düşük tekrarlı yorulma olarak değerlendirilir. Örneğin bir vagon tekeri ya da aksı yüksek tekrarlı yorulmaya maruz kalırken bir LPG tankı düşük tekrarlı yorulmaya maruz kalmaktadır.

 Yandaki eğri Wöhler eğrisi ile gösterilir.

Ø  2D=0,5R_m

Wöhler eğrisine göre teorik olarak malzemenin yorulmadığı bir bölge vardır. Sürekli yorulma bölgesi bu sebeple kullanılır.                   N_f:hasar oluşturacak çevrim sayısı

Yorulma Dinamiktir ve Ne zaman kopacağı kestirilemez

    Yorulmayı Etkileyen Faktörler:

1.Yüzey pürüzlülüğü: Yüzey pürüzlülüğü yorulma dayanımını negatif yönde etkiler.Parçanın şekillendirilmesi esnasında yüzeyinde girinti ve çıkıntılar oluşur .Buna yüzey pürüzlülüğü denir.Yüzey tamamen pürüzsüz yapılamaz.

  

  R_t :Yüzey faktörü

  Bulunan her pürüz yüzeyde çentik etkisi yapar ve yorulma dayanımını düşürür.

Tornada imal edilmiş(yüzey pürüzlü) bir malzemenin yorulma dayancı taşlanmış bir malzemenin neredeyse 10’da 1’i kadardır.

2.Çentik faktörü: Tasarımda herhangi bir konstürüksiyon düzensizliği (süreksizliği) varsa bu yorulma dayanımını etkiler.(yağ deliği, vida boşluğu gibi).

3.Sıcaklık: Farklı sıcaklıklarda farklı yorulma dayanımları elde edilir.Düşük ve yüksek sicaklıklarda yorulma dayanımı azalır. Malzemenin ısıtılıp soğutulması ile termal yorulma oluşur.

4. Boyut faktörü: Boyut küçüldükçe yorulma dayancı artar çünkü malzeme küçüldükçe iç yapıdaki hata oranı azaldığından çatlak meydana gelme ihtimali azalır.

1:Küçük boyutlu parçalar

2:Orta boyutlu parçalar

3:Büyük parçalar

5.Korozif Ortam: Korozif bir ortam malzemenin yorulma dayancını düşürür

6.İç gerilmeler: İç gerilmeler çatlak oluşumunu hızlandırır bu nedenle yorulma dayancını düşürür

4-DENEYİN YAPILIŞI:

1. Aşama:Plastik, lastik vb malzemelere uygulanan çekme basma tarzı yorulmadır.Çenelere yerleştirilen lastik her çekme-basma=1 tur olmak üzere kopana kadar işlem uygulanır.Koptuğu andaki çevrim sayısı cihazdan okunur.

2. Aşama:Dönerek eğme vardır.Bir ucu sabit olacak şekilde bağlanan numunenin diğer ucuna hem yükleme yapılır hem de dönme hareketi verilir.Koptuğu andaki çevrim sayısı cihazdan okunur.Deney süresini kısaltmak için numuneye çentik açılır.

3.Aşama: Metalik malzemelere uygulanan çekme basma tarzı yorulmadır. Numunenin bir ucu sabit olacak şekilde cihaza bağlanır.Hareketli kısım aşağı yukarı malzemeyi hareket ettirir.Çentik açılarak deney süresi kısaltılabilir.Yük şiddetinden çok yük yönünün değişimi önemlidir.

  5-HESAPLAMALAR