Deformasyon

St. Venant ilkesi, bir sınıra uygulanan yükten makul bir uzaklıkta bulunan gerilimlerin, bu yükün statik eşdeğer bir yüke dönüşmesi halinde önemli oranda değişim göstermeyeceğini savunur. İlkenin tam anlamı çoğu yapısal mekanik ders kitabında farklı şekillerde ifade edilse de, temel olarak şu şekilde özetlenebilir: Yüklenen bölgenin dışında, yükün tam olarak nasıl dağıtıldığının önemi yoktur. Önemli olan, yükün sonuçlarının doğru olmasıdır. St. Venant ilkesi, yük uygulama noktaları yakınındaki gerilimlerin hesaplanması için geçerli değildir.

Deformasyona uğrayan malzemenin geri dönüp dönmeyeceği, deformasyonun türüne bağlıdır: Elastik deformasyon: Kuvvet kaldırıldığında malzeme orijinal şekline geri döner. Plastik deformasyon: Kuvvet ortadan kalktığında malzeme eski haline dönmez, kalıcı şekil değişimi meydana gelir.

Sünme ve rötre, betonda zamana bağlı hacim değişimlerini ifade eden iki terimdir. Rötre (büzülme), betonda yük olmamasına rağmen kısalma deformasyonları oluşması ve betonun çatlaması durumudur. Sünme, sabit gerilme altında malzemenin yavaş ve sürekli şekil değiştirmesi özelliğidir. Sünme ve rötre, betonarme yapılarda yapının hizmet ömrünü ve dayanımını etkileyen önemli parametrelerdir.

Mukavemetin sonunda, malzemenin dış kuvvetlere karşı gösterdiği direnç aşıldığında çeşitli sonuçlar ortaya çıkar: Deformasyon. Kırılma. Yorulma. Ayrıca, "Mukavemet" adında, bir insanın cinayet işlemesini ve sonrasını anlatan bir film de bulunmaktadır.

Hayır, akma ve boyun verme aynı şey değildir. Akma, malzemenin plastik deformasyona başladığı ve kalıcı şekil değişimi gösterdiği noktayı ifade eder. Boyun verme ise, çekme deformasyonu sırasında malzemenin kesit alanında lokal daralmaların başladığı ve gerilmenin en yüksek stres veya en düşük sertlik konumunda yoğunlaştığı bir aşamadır. Boyun verme, akma ile yakından ilişkilidir ve genellikle akma sonrasında gerçekleşir.

Deformasyon çeşitleri şu şekilde sınıflandırılabilir: Elastik deformasyon: Gerilme kaldırıldığında malzemenin eski şekline döndüğü geçici şekil değişimidir. Plastik deformasyon: Atomlar arasında bağ kopmaları ve yeniden oluşumlar meydana gelerek malzemenin kalıcı şekil değiştirmesidir. Sıcak deformasyon: Deformasyon sıcaklığının malzemenin ergime sıcaklığının %90'ının üzerinde olduğu durum. Soğuk deformasyon: Düşük sıcaklıklarda gerçekleşen deformasyon. Ilık deformasyon: Sıcaklık seviyesinin 0,3 ile 0,6 arasında olduğu deformasyon. İzotermal deformasyon: Deformasyon sırasında sıcaklığın sabit tutulduğu durum. Gevrek deformasyon: Gerilme sonucu elastik sınır aşıldığında kırık oluşumuna yol açan deformasyon tipi. Sünümlü deformasyon: Gerilmeye uğrayan bazı maddelerin kırık oluşmadan sürekli deformasyona uğrama özelliği. Ayrıca, jeodezi alanında da deformasyon çeşitleri bulunmaktadır; örneğin, yer kabuğu hareketleri değişimi ve inşaat sahaları ile maden ocaklarındaki deformasyon ölçümleri.

Elastik şekil değiştirme, bir malzemeye uygulanan kuvvetin etkisiyle meydana gelen, kuvvetin ortadan kalkması durumunda malzemenin eski şekline geri döndüğü geçici şekil değişimidir. Bu süreçte atomlar arasındaki bağlar gerilir, ancak kopmaz; atomların konumu değişmez. Elastik şekil değiştirme, malzemenin rijitliği ile ilişkilidir; elastisite modülü (Young modülü) ne kadar yüksekse, malzemenin elastik uzama oranı o kadar düşük olur.

Maksimum birim şekil değiştirmenin 0.02'yi aşmaması, malzemenin kalıcı deformasyonunun %2'yi geçmemesi anlamına gelir. Bu, malzemenin gerilme altında belirli bir miktar elastik şekil değişimi yapabileceği, ancak bu değerin ötesine geçildiğinde kalıcı deformasyonun başlayacağı ve malzemenin orijinal şeklini koruyamayacağı durumunu ifade eder. Bu tür sınırlamalar, özellikle mühendislik yapılarında ve malzeme tasarımında, malzemenin dayanıklılığını ve performansını optimize etmek için belirlenir.

Plastik deformasyon, atomlar arası bağların kopması ve yeniden kurulması sonucu meydana gelir. Plastik deformasyonun tetikleyicileri: Uygulanan gerilme. Kristal kusurları. Sıcaklık. Plastik deformasyon, kalıcı bir şekil değişikliğidir ve yük kaldırıldığında malzeme eski şekline geri dönmez.

Deformasyonun iki bileşeni şunlardır: 1. Şekil Değişimi (Distorsiyon). 2. Hacim Değişimi (Dilasyon). Ayrıca, deformasyon elastik ve plastik olarak da ikiye ayrılır: Elastik Deformasyon: Geçici şekil değişimi, gerilme kalktığında malzeme eski şekline döner. Plastik Deformasyon: Kalıcı şekil değişimi, atomik bağlarda kırılma olabilir.

Deformasyon miktarı, farklı yöntemlere göre çeşitli şekillerde hesaplanabilir: Tek eksenli gerilme koşullarında: Boydaki uzama veya kısalma: Deformasyon (DL) = L0 - L1. Strain (şekil değiştirme): Strain (e) = DL / L0. Uzunluk ölçme yöntemi: Yapı üzerindeki ölçü noktaları ile sabit noktalar arasındaki uzunlukların değişik zamanlarda yapılan ölçümlerle belirlenmesi ve bu ölçümler arasındaki farkın hesaplanması prensibine dayanır. Alıyan yöntemi: Yapı üzerindeki ölçü noktalarının sabit bir doğruya olan dik uzaklıkların ölçülmesi ve iki farklı zamanda yapılan ölçümlerle yatay yöndeki hareket miktarının saptanması esasına dayanır. Trigonometrik yöntem: Yapı üzerindeki ölçü noktalarının triyangülasyon noktalarından yapılacak açı ölçümleri ile deformasyonların saptanması yöntemidir. Deformasyon hesaplamalarında kullanılan yöntemler, hareketin büyüklüğüne ve istenen hassasiyete göre belirlenir.

Projeksiyonlarda oluşan deformasyonlara göre sınıflandırma, harita projeksiyonlarının, harita düzlemindeki iz düşümleri üzerinden, hangi büyüklüklerin korunduğuna bakılarak yapılır. Üç temel sınıflandırma türü: 1. Açı koruyan projeksiyonlar. 2. Alan koruyan projeksiyonlar. 3. Uzunluk koruyan projeksiyonlar. Her üç özelliğin aynı anda sağlanması mümkün değildir.

Ekstansometre, bir malzemenin uygulanan yük altında ne kadar uzadığını veya kısaldığını ölçen hassas bir ölçüm cihazıdır. Kullanım alanları: Mühendislik ve malzeme bilimi: Yapıların güvenliğini ve performansını değerlendirmek, malzeme davranışını anlamak. Saha mühendisliği: Tünel enstrümantasyonu, zemin hareketleri ölçümü. Çeşitleri: Çubuk ekstansometreler: Tek noktalı ve çok noktalı olarak manuel veya elektronik okuma imkânı sunar. Bar ekstansometreler: Teleskopik tüp ile birkaç metrelik mesafede ölçüm yapar. Şerit ekstansometreler: Büyük mesafelerdeki deplasmanları ölçer. Eklem (çatlak) ölçerler: Çatlak sistemlerinin hareketini izler. Tel ekstansometreler: Paslanmaz çelik halat ile ölçüm yapar. Çalışma prensibi: Mekanik ekstansometreler: Doğrudan temas yöntemiyle ölçüm yapar. Lazer ekstansometreler: Temassız ve yüksek hassasiyetli ölçüm sağlar.

Malzemelerde şekil değiştirmenin başlıca nedenleri şunlardır: Uygulanan kuvvet. Gerilme. Sıcaklık. Şekil değiştirme hızı. Elastik şekil değiştirme, uygulanan kuvvetin ortadan kalkmasıyla malzemenin eski boyutlarına geri dönmesiyle gerçekleşir.

Grafik tasarımda stilizasyon ve deformasyon örneklerine aşağıdaki kaynaklardan ulaşılabilir: megep.meb.gov.tr. tr.pinterest.com. Bazı stilizasyon ve deformasyon örnekleri: Salyangoz stilizesi. Geyik stilize çalışmaları. Peyzaj stilizesi. İnsan figürü deformasyon çalışması (Escher). Ağaç ve portre deformasyonları (Escher). At ve geyik deformasyon aşamaları.

Deformasyon çeşitleri şu şekilde sınıflandırılabilir: Elastik (geçici) deformasyon: Yapıya etki eden faktör ortadan kalktığında yapının tekrar eski haline dönmesi. Plastik (kalıcı) deformasyon: Yapıya etki eden kuvvetler ortadan kalktığında bile yapının eski haline dönmemesi. Elasto-plastik deformasyon: Yapının eski halini almaya çalışması, ancak tam olarak başaramaması. Düzenli deformasyonlar: Uzama, eğilme, burulma ve burkulma gibi düzenli değişimler. Düzensiz deformasyonlar: Oyulma ve obje deformasyonları gibi kuvvetlerin etkisiyle oluşan düzensiz hareketler. Ayrıca, deformasyonlar sıcaklık durumuna göre de sınıflandırılabilir: Soğuk plastik deformasyon. Sıcak plastik deformasyon. Ilık plastik deformasyon.

Plastik deformasyon çeşitleri şunlardır: Kayma. İkizlenme. Tane sınırı kayması. Yayınma sürünmesi. Ayrıca, plastik deformasyon yöntemleri olarak şu teknikler de kullanılır: Dövme. Haddeleme. Ekstrüzyon. Çekme. Damgalama.

Fizikte rijit cisim, iç ve dış etkiler altında deformasyona uğramayan ve şekil değiştirmeyen maddedir. Bu etki, dışarıdan etki eden bir kuvvet veya moment olabileceği gibi, cismin içinde oluşan kesit-tesir etkileri de olabilir. Gerçekte, her cisim bir miktarda deforme olacağından, rijit cisim ideal bir kabul olarak değerlendirilir.

Deformasyon oranı, yeniden kristalleşmeyi doğrudan etkiler: - Düşük deformasyon oranlarında malzeme soğuk işlemle şekillendirilir ve bu süreçte tanelerin yapısı bozulur, dislokasyon yoğunluğu artar. - Deformasyon oranının artması, depolanan enerji miktarını yükseltir ve yeniden kristalleşme için gerekli olan çekirdeklenme sürecini kolaylaştırır. Yeniden kristalleşme, soğuk işlem sonucunda deforme olmuş tanelerin yerini tamamen yeni tanelerin almasıdır ve bu süreç yüksek sıcaklıkta gerçekleşir.

Deformasyona neden olan faktörler çeşitli alanlarda ortaya çıkabilir: 1. Yapılar ve Malzemeler: Yapısal tasarım hataları, malzemenin taşıyabileceğinden fazla yük getirilmesi, bozuk veya uygun olmayan malzemelerin kullanımı deformasyona yol açabilir. 2. Üretim Süreçleri: Vitrifiye seramik üretiminde, et kalınlığının ince olması, yarı ürünün kendi ağırlığını taşıyamayacak kadar sertliğe ulaşmamış olması, tasarım hataları gibi faktörler deformasyona sebep olabilir. 3. Fiziksel ve Kimyasal Etkiler: Güneş ışınları, ısı değişiklikleri, fırtınalar gibi meteorolojik etkiler ve malzemenin doğasına bağlı olarak cismin çatlaması, parçalanması gibi olaylar deformasyonu tetikleyebilir. 4. Mekanik Faktörler: Malzemenin mekanik özellikleri, deformasyon hızı, sıcaklık, sürtünme ve kalıntı gerilmeler plastik deformasyonu etkileyen önemli faktörlerdir.