Deformasyon

Rijit cisim, fizikte dış etkiler altında deformasyona uğramayan ve şekil değiştirmeyen cisim olarak tanımlanır.

Mukavemetin sonunda, malzemenin dış kuvvetlere karşı gösterdiği direnç aşıldığında, çeşitli sonuçlar ortaya çıkar: 1. Deformasyon: Malzeme elastik sınırını aşarsa, şekil değiştirebilir veya bükülebilir. 2. Kırılma: Eğer kuvvet belirli sınırları çok fazla aşarsa, malzeme kırılabilir. 3. Yorulma: Malzemenin sürekli yük ve çevresel etkilere maruz kalması sonucu mikro çatlaklar birikir ve malzemenin mukavemeti azalır. Bu durumlar, yapıların güvenliği ve dayanıklılığı açısından kritik öneme sahiptir.

Plastik deformasyon, bir malzemenin kalıcı olarak şekil veya boyut değiştirmesi anlamına gelir. Örnekler: - Kağıtclip: Bükülen bir kağıtclip, eski şekline geri dönmez. - Araba hasarı: Bir araba kazasında aracın gövdesi dented ve bükülmüşse, bu plastik deformasyondur. - Ekmek hamuru: Hamur yoğurulduğunda, uygulanan basınç nedeniyle kalıcı olarak şekil değiştirir. - Metal işleme: Otomotiv ve havacılık endüstrilerinde metallerin dövme, haddeleme ve ekstrüzyon gibi işlemlerde plastik deformasyon kullanılır.

Malzemelerin şekil değiştirme kabiliyeti, uygulanan kuvvet karşısında malzemelerin gösterdiği deformasyon türüdür. Bu kabiliyet iki ana kategoriye ayrılır: 1. Elastik Deformasyon: Malzemeye uygulanan kuvvet kaldırıldığında malzemenin eski boyutlarına geri dönmesi durumudur. 2. Plastik Deformasyon: Uygulanan gerilmenin malzemenin elastiklik sınırını aşması durumunda meydana gelen kalıcı şekil değişimidir.

Ters sehim, sehim yapacağı öngörülen elemanlarda deformasyon sonrası kot farkı oluşumunu engellemek amacıyla kalıbın öngörülen sehim miktarı kadar yüksek çakılması işlemidir. Örneğin, döşeme kalıbı yukarı yönde ters bir açı ile çakılır ve döşeme aşağı doğru sarktığında kalıp hafiften yukarı yönde kaldırılır.

PSI (Permanent Scatterers Interferometric Synthetic Aperture Radar) yöntemi, heyelan izleme ve deformasyon haritalama için kullanılan bir tekniktir. Bu yöntemde izlenen adımlar: 1. Bağlantı Grafik Oluşturma: Girdi olarak tanımlanan SAR görüntülerinden çoklu interferogram çiftleri oluşturulur. 2. İlgi Alanının Belirtilmesi: Analiz yapılacak alan belirlenir. 3. Interferometrik İş Akışı: Görüntüler eş kayıt edilir, interferogramlar üretilir ve referans faz silinir. 4. Genlik Dağılım İndeksi Oluşturma: Ortalama güç görüntüsü ve genlik dağılım indeksi hesaplanır. 5. İnversion: Hız ve yer değiştirme sonuçları coğrafi koordinatlara kodlanır. PSI yöntemi, uydu SAR görüntüleri kullanılarak heyelan sahasındaki deformasyonların alansal ve zamansal olarak tespit edilmesini sağlar.

Diyagonal deforme ifadesi, bir nesnenin çapraz bir çizgi boyunca bükülmesi veya eğrilmesi anlamına gelir.

Akma birim şekil değiştirmesi, malzemenin elastik sınırını aşarak kalıcı bir şekil aldığı deformasyon sırasında, uygulanan gerilme seviyesinin belirlendiği noktadır. Bu noktada, malzeme üzerindeki kuvvet kaldırılsa bile eski haline dönemez ve plastik deformasyon başlar.

InSAR (İnterferometrik Yapay Açıklıklı Radar) tekniği ile aşağıdaki deformasyonlar belirlenebilir: 1. Jeolojik süreçler ve depremler nedeniyle oluşan yer çökmesi, yükselme ve deformasyonlar. 2. İnsan faaliyetleri sonucu meydana gelen altyapı deformasyonları. 3. Volkanik püskürmeler ve tektonik aktivitelerin yeryüzeyinde yarattığı kabuksal değişimler. 4. Yeraltı suyu ve hidrokarbon çıkarımı gibi nedenlerle oluşan yer çökmeleri. InSAR, geniş alanlarda cm hassasiyetinde ölçümler yaparak bu deformasyonları milimetre seviyesinden santimetreye kadar doğru bir şekilde tespit edebilir.

Deformasyon ve gerinim arasındaki fark şu şekildedir: - Deformasyon, bir cismin dış kuvvetler altında hacminde ve şeklinde meydana gelen değişikliktir. - Gerinim ise, uygulanan deformasyon sonucu malzemenin göreceli veya mutlak uzaması veya sıkışmasıdır.

Maksimum birim şekil değiştirme, malzemenin kalıcı deformasyonun başladığı nokta olan akma noktası olarak adlandırılır.

Elastik ve plastik deformasyon örnekleri: Elastik Deformasyon: 1. Çelik yaylar: Çelik, elastik deformasyon örneğidir; üzerine uygulanan kuvvet kaldırıldığında tekrar eski haline döner. 2. Köprüler ve makine yapıları: Bu tür yapılar, elastik deformasyon sayesinde dış yükler altında şekil değiştirir ancak yük kaldırıldığında orijinal boyutlarına geri döner. Plastik Deformasyon: 1. Metaller (örneğin, bakır): Plastik deformasyon, malzemenin elastik sınırını aştığında meydana gelir ve kalıcı bir şekil değişikliği oluşur. 2. Haddeleme ve tel çekme: Bu işlemlerde malzemeler plastik deformasyona uğrar, atomlar yer değiştirir ve malzeme eski haline dönmez. 3. Roketler ve otomotiv çarpışma bölgeleri: Bu alanlarda plastik deformasyon, enerjiyi emmek veya kalıcı şekiller yaratmak için kullanılır.

Yüzde deformasyon (%), bir malzemenin veya yapının uygulanan yükler altında maruz kaldığı şekil değişikliklerinin ve boyut farklılıklarının yüzdelik olarak ifade edilmesidir. Deformasyonun yüzde olarak hesaplanması için aşağıdaki formül kullanılabilir: Yüzde Deformasyon (%) = (Deformasyon Miktarı / İlk Boyut) 100. Deformasyon ölçümleri için çeşitli yöntemler ve araçlar kullanılır, bunlar arasında: GNSS Ölçümleri: Global Navigation Satellite Systems cihazları ile yapılan ölçümler, belirli referans noktalarındaki hareketleri yüksek hassasiyetle izlemeyi sağlar. LiDAR: Yüzeylerin detaylı bir dijital modelini çıkararak zaman içinde deformasyonları izlemeye yarar. İnklinometre Ölçümleri: Zemin ve kaya kütlesindeki yatay hareketleri izlemek için sondaj deliklerine yerleştirilen cihazlar kullanılır. Optik Fiber Sensörler: Yapı içindeki deformasyonları izlemek için sıcaklık ve basınç değişimlerine duyarlı fiber optik kablolar kullanılır.

Plastik şekil değiştirme, malzemelerin kalıcı olarak deformasyona uğratılarak yeni bir şekil verilmesi sürecini ifade eder. Bu süreçte malzeme, elastik deformasyon eşik sınırını aşarak plastik deformasyon bölgesine girer ve uygulanan kuvvet kalksa bile yeni şeklini korur.

Deformasyonda etkili olan iki ana kuvvet şunlardır: sıkıştırma ve çekme kuvvetleri. - Sıkıştırma kuvvetleri: Kayaçları sıkıştırarak boylarını kısaltır. - Çekme kuvvetleri: Kayaçları çekerek boylarını uzatır ve koparmaya çalışır.

Şekil değiştirme sınırları, malzemelerin maruz kaldığı dış kuvvetler ve iç gerilmeler nedeniyle iki ana kategoriye ayrılır: elastik deformasyon ve plastik deformasyon. 1. Elastik Deformasyon: Yük ve gerilme durumu ortadan kaldırıldığında malzemenin tekrar eski haline döndüğü geçici şekil değişimidir. 2. Plastik Deformasyon: Yük ve gerilme durumu ortadan kaldırıldığında malzemenin eski halini almadığı kalıcı şekil değişimidir.

Deformasyon ve stilizasyon iki farklı sanatsal tekniktir: 1. Deformasyon: Nesnenin karakteristik özelliklerinin olduğundan fazla abartılarak daha belirgin hale getirilmesi anlamına gelir. 2. Stilizasyon: Objelerin doğadaki biçimlerinin şematikleştirilip yalınlaştırılarak betimlenmesi sürecidir.

Tünellerde prizma kullanımı, yönlendirme ve deformasyon izleme amaçlarıyla gerçekleştirilir. Prizma kullanım alanları: - Yönlendirme: Tünel kazı makinelerinin (Roadheader) yönlendirilmesi için prizma ve lazer cihazları kullanılır. - Deformasyon izleme: Prizmalar, tünel geometrisinin en iyi şekilde temsil edildiği duvarlara yerleştirilerek deformasyonların belirlenmesi için referans noktası olarak kullanılır.

Raylı sistemlerde tünellerde görülen sorunlar ve başlıca deformasyonlar şunlardır: 1. Altyapı Arızaları: Heyelanlar, tasmanlar, kabarmalar, kıyı erozyonları ve teressubatlar gibi doğal etkenler nedeniyle tünel altyapısında deformasyonlar meydana gelir. 2. Üstyapı Arızaları: Ray kırılmaları, ray aşınmaları, bağlantı malzemelerinin gevşemesi ve laçkalaşması gibi üstyapı malzemelerinde görülen arızalar. 3. Tünel Kaplamasında Deformasyonlar: Enine ve boyuna çatlaklar, kabuk atma, taş düşmeleri, tünel ekseninin kayması ve derz dolgularının düşmesi gibi kaplamada oluşan sorunlar. 4. Zamana Bağlı Deformasyonlar: Tünel kaplamasının özelliğini kaybetmesi sonucu taş kaplamalı tünellerde derz aralarının boşalarak taş düşmeleri ve betonarme tünellerde beton içine sızan suların donması. 5. Deprem ve Dinamik Etkiler: Deprem hareketleri ve çevredeki dinamik etkiler, hat geometrisini bozarak tünellerde deformasyonlara yol açar.

Çeyrek altının şeklinin bozuk olmasının nedeni, aşırı kuvvet uygulanması sonucu altının yamulmuş olmasıdır. Altın, yumuşak ve dövülebilir bir metaldir, bu yüzden ısırmak gibi eylemler altın üzerinde kalıcı deformasyonlara yol açabilir.