Deformasyon

Deformasyon çeşitli nedenlerle meydana gelebilir, bunlar arasında: 1. Fiziksel veya mekanik kuvvetler: Nesneye uygulanan aşırı kuvvetler, malzemenin elastik veya plastik deformasyonuna yol açabilir. 2. Sıcaklık değişiklikleri: Bazı malzemeler, sıcaklık değişikliklerine karşı hassastır ve düşük veya yüksek sıcaklıklara maruz kaldığında deformasyon gösterebilir. 3. Hatalı imalat: Malzemelerin hatalı bir şekilde imal edilmesi veya yapıştırılması, deformasyona neden olabilir. 4. Doğal afetler: Deprem ve sel gibi afetler, yapıların deformasyona uğramasına neden olabilir. 5. Yanlış malzeme kullanımı: Yapının yapısal özelliklerine uygun olmayan malzeme kullanımı, deformasyon riskini artırır. Ayrıca, tasarım hataları ve işlem sırasındaki hatalar da deformasyonun nedenleri arasında yer alır.

Şekil değiştirme, genellikle deformasyon ölçümleri ile ölçülür. Bu ölçümler, cisme uygulanan kuvvetler sonucunda meydana gelen uzama ve kısalmaları içerir. Bazı şekil değiştirme ölçüm yöntemleri: 1. Hooke Kanunu: Malzemeye uygulanan gerilmenin, birim şekil değiştirmeye oranını ifade eder (σ / ε). 2. Birim deformasyonların hesaplanması: Cisim, ayırma ilkesine göre küçük parçalara ayrılır ve seçilen koordinat sistemine göre birim deformasyonlar hesaplanır. 3. Ölçekleme ve yamultma işlemleri: Adobe Illustrator gibi programlarda, nesnelerin referans noktalarına göre ölçeklenmesi ve yamultulması, şekil değiştirmeyi görsel olarak analiz etmek için kullanılabilir.

Plastisite derecesi plastik, bir malzemenin kolayca şekillendirilebilen veya kalıplanabilen kalitesini ifade eder. Bu, malzemenin deformasyonunun geri döndürülemez olduğu anlamına gelir; yani malzeme deforme olduğunda, ilk durumuna geri dönmez.

Saint-Venant prensibi, elastik cisimlerde gerilme ve deformasyon dağılımının yerel etkilerini açıklar. Özetle, Saint-Venant prensibi şu ifadeleri içerir: - Statik eşdeğerlik: Cismin küçük bir yüzeyine uygulanan kuvvetler, aynı yüzeye etki eden başka bir statiki eşdeğer kuvvet sistemiyle değiştirilirse, bu değişim yerel gerilmeleri önemli ölçüde etkilerken, uzak mesafelerdeki gerilmeleri ihmal edilebilir hale getirir. - Gerilme ve deformasyonun sürekliliği: Ölçülen konum, yük uygulama noktasından veya kesit süreksizliklerinden yeterince uzaktaysa, eksenel yüklü kesit üzerindeki gerilmeuniform olarak kabul edilir.

Deformasyona uğrayan malzemenin geri dönüp dönmeyeceği, deformasyonun türüne bağlıdır: 1. Elastik Deformasyon: Malzemeye uygulanan kuvvet elastik sınırı aşmadığında, deformasyon geçici olur ve kuvvet ortadan kalktığında malzeme tekrar eski haline döner. 2. Plastik Deformasyon: Malzemenin akma sınırını aşan kuvvetler uygulandığında, deformasyon kalıcı olur ve malzeme eski haline geri dönmez.

Sünme ve rötre betonda farklı deformasyon türlerini ifade eder: 1. Sünme: Sabit gerilme etkisindeki bir malzemenin sürekli deformasyonu olarak tanımlanır. 2. Rötre: Beton içindeki suyun fiziksel veya kimyasal nedenlerle azalması sonucu beton boyunda ve hacminde meydana gelen küçülmedir. Rötre üç ana türde incelenir: - Plastik Rötre: Betonun yerleştirilmesinden sonraki birkaç saat içinde, beton tamamen sertleşmeden önce oluşur. - Kuruma Rötre: Betonun sertleşmesi esnasında suyun kaybolması ile ortaya çıkar. - Kimyasal Rötre: Hidratasyon sırasında çimento ve su arasındaki kimyasal tepkime sonucu hacim küçülmesi olarak adlandırılır.

Akma dayanımı ve akma noktası aynı şeyi ifade eder. Akma noktası, malzemenin plastik olarak deforme olmaya başladığı gerilim seviyesidir.

Mukavemetin sonunda, malzemenin uygulanan dış kuvvetlere karşı gösterdiği direnç aşıldığında, çeşitli sonuçlar ortaya çıkar: 1. Deformasyon: Malzeme elastik sınırını aşarsa, şekil değiştirebilir. 2. Kırılma: Malzemenin mukavemeti yetersizse, yapıda çatlaklar veya kopmalar meydana gelebilir. 3. Yorulma: Sürekli yük ve çevresel etkiler altında malzemeler yaşlanabilir ve mikro çatlaklar birikerek mukavemet azalır. 4. Güvenlik Sorunları: Yapıların veya makinelerin güvenliği tehlikeye girebilir, bu da hem ekonomik kayıplara hem de güvenlik risklerine yol açabilir.

Akma ve boyun verme farklı kavramlardır, ancak birbirleriyle ilişkilidir. Akma, malzemenin plastik deformasyonun başladığı gerilme değerini ifade eder. Boyun verme ise, malzemenin kesit alanının orantısız bir şekilde lokalize olarak daraldığı bir çekme deformasyonu türüdür.

Deformasyon çeşitleri iki ana kategoriye ayrılır: elastik deformasyon ve plastik deformasyon. Diğer deformasyon türleri ise şunlardır: 1. Tensil (Çekme) Deformasyonu: Malzemeye çekme kuvveti uygulandığında meydana gelir, malzeme uzar. 2. Kompresyon (Sıkıştırma) Deformasyonu: Malzemeye sıkıştırma kuvveti uygulandığında meydana gelir, malzeme kısalır. 3. Kırılma (Fracture) Deformasyonu: Malzemenin, belirli bir noktadaki gerilme sınırını aşması sonucu meydana gelir, malzeme tamamen parçalanır. 4. Burkulma (Buckling) Deformasyonu: Uzun ve ince elemanların sıkıştırılması sonucu malzemenin aniden bükülmesi veya deformasyona uğramasıdır. 5. Dönme (Torsional) Deformasyonu: Malzemenin uç noktalarına uygulanan zıt yönlü kuvvetler sonucu meydana gelir, malzeme kendi ekseni etrafında döner.

Elastik şekil değiştirme, kuvvet uygulanan cismin ilk deformasyon aşamasıdır. Elastik deformasyon, malzemelerin atomlarının komşularından ayrılmadan aralarındaki uzaklığın değişmesi olarak da tanımlanabilir.

"Maksimum birim şekil değiştirme 0.02'yi aşmamalı" ifadesi, bir malzemenin deformasyona uğradığında birim şekil değişiminin %0,02'den fazla olmaması gerektiğini belirtir. Bu, malzemenin elastik deformasyon sınırını aşmaması ve kalıcı deformasyonun önlenmesi için önemlidir.

Plastik deformasyonu tetikleyen faktörler şunlardır: 1. Yük ve Gerilme: Malzemeye uygulanan yük ve gerilme, plastik deformasyona neden olur. 2. Sıcaklık: Sıcaklığın artması, malzemenin mukavemetini azaltarak plastik deformasyonu kolaylaştırır. 3. Deformasyon Hızı: Deformasyon hızının yüksek olması, malzemenin mukavemetini artırır ve sünekliğini azaltır. 4. Malzeme Yapısı: Malzemenin kimyasal bileşimi, termo-mekanik geçmişi ve tane boyutu gibi yapısal özellikler plastik deformasyonu etkiler. 5. Kalıntı Gerilmeler: Malzemedeki mevcut gerilmeler, plastik deformasyonu tetikleyebilir. 6. Sürtünme ve Yağlama: Takım/kalıp ile iş parçasının teması sonucu oluşan sürtünme ve aşınma, plastik deformasyonu etkiler.

Raylı sistem tünellerinde görülen deformasyonlar şunlardır: 1. Tünel kaplamasında çatlaklar: Enine ve boyuna çatlaklar oluşabilir. 2. Kabuk atma ve taş düşmeleri: Tünel kaplamasının kabarıp taşların düşmesi. 3. Tünel ekseninin kayması: Tünel ekseninin yer değiştirmesi. 4. Derz dolgularının düşmesi: Tünel içindeki derz dolgularının özelliğini kaybetmesi. 5. Ray aşınmaları: Rayların zamanla aşınması, özellikle kurp bölgelerinde dever miktarının bozulması. 6. Düşey ondülasyonlar: Ray yüzeylerinde araç tekerleğinin raya teması sonucu oluşan düşey aşınmalar. Bu deformasyonlar, doğal afetler, iklim koşulları ve altyapıdaki malzemenin zamanla özelliklerini kaybetmesi gibi çeşitli nedenlerden kaynaklanabilir.

Deformasyonun iki bileşeni şunlardır: 1. Elastik Deformasyon: Malzemenin yük ve gerilme altında şekil değiştirmesi, ancak yük kaldırıldığında malzemenin tekrar eski haline dönmesi durumudur. 2. Plastik Deformasyon: Malzemenin akma sınırını aşması sonucu kalıcı şekil değişiminin oluşması durumudur.

Deformasyon miktarı, çeşitli yöntemler ve araçlar kullanılarak hesaplanır: 1. Jeodezik Ölçümler: Nivelman, açısal ve uzaklık ölçümleri gibi klasik yöntemlerle deformasyon miktarı belirlenir. 2. GNSS Ölçümleri: Global Navigation Satellite Systems cihazları ile yapılan ölçümler, belirli referans noktalarındaki hareketleri yüksek hassasiyetle izlemeyi sağlar. 3. LiDAR: Yüzeylerin detaylı bir dijital modelini çıkararak zaman içinde deformasyonları izler. 4. İnklinometre Ölçümleri: Zemin ve kaya kütlesindeki yatay hareketleri izlemek için sondaj deliklerine yerleştirilen cihazlar kullanılır. 5. Total Station: Açısal ve mesafe ölçümleri yaparak deformasyonları izler. 6. Optik Fiber Sensörler: Yapı içindeki deformasyonları sıcaklık ve basınç değişimlerine duyarlı olarak izler. Hesaplama süreci, ölçüm planının hazırlanması, referans ve ölçüm noktalarının belirlenmesi, ilk ve periyodik ölçümlerin yapılması, verilerin analizi ve raporlanması aşamalarını içerir.

Projeksiyonlarda oluşan deformasyonlara göre sınıflandırma, üç ana kategoriye ayrılır: 1. Alan Koruyan Projeksiyonlar: Bu tür projeksiyonlarda yüz ölçümleri gerçeğe daha yakın gösterilir. 2. Uzunluk Koruyan Projeksiyonlar: Projeksiyon yüzeyinde uzunlukların doğru şekilde korunması sağlanır. 3. Açı Koruyan Projeksiyonlar: Açı ilişkileri, projeksiyon yüzeyinde bozulmadan korunur.

Ekstansometre, cisimlerin deformasyonunu ölçmekte kullanılan çok duyarlı bir alettir. Başlıca kullanım alanları: - derin kazılar; - temeller; - barajlar; - dolgular; - tüneller; - şaftlar; - palplanjlar. Çalışma prensibi: test edilen numunenin iki noktası arasındaki mesafeyi ölçerek uzamayı hesaplar.

Malzemelerde şekil değiştirmenin nedenleri şunlardır: 1. Uygulanan Kuvvet: Malzemeye dış kuvvetler uygulandığında, bu kuvvetlerin büyüklüğüne bağlı olarak elastik veya plastik deformasyon meydana gelir. 2. Sıcaklık Değişimi: Sıcaklığın artması, malzemenin daha kolay şekil değiştirmesini sağlar ve "sıcak şekil verme" yöntemlerinin temelini oluşturur. 3. Kimyasal Etkiler: Kimyasal süreçler ve ortamın korozif etkisi, malzemenin yapısını değiştirerek şekil değiştirmesine yol açabilir. 4. Deformasyon Hızı: Deformasyon hızının yüksek olması, akma gerilmesini artırabilir ve malzemenin şekil değiştirme şeklini etkiler.

Stilizasyon ve deformasyon örnekleri grafik tasarımda şu şekilde görülebilir: 1. Görsel Kimlik Tasarımı: Logoların, kartvizitlerin ve antetli kağıtların tasarımı, markanın imajını ve değerlerini temsil etmek için stilizasyon ve deformasyon tekniklerini içerir. 2. Ambalaj Tasarımı: Ürün ambalajlarının çekici ve işlevsel hale getirilmesi, stilizasyon ile ürünlerin ilk temas noktasında tanınabilir olmasını sağlar. 3. İllüstrasyon ve Animasyon: Kitap, dergi ve reklamlar için oluşturulan görsellerde, nesnelerin abartılı, sadeleştirilmiş veya sembolize edilmiş halleri stilizasyon örnekleridir. 4. Hareketli Grafikler: Reklamlarda ve açıklayıcı videolarda kullanılan, görüntüleri, metni ve animasyonu birleştiren dinamik tasarımlar, stilizasyon ve deformasyonun hareketli grafiklerdeki örnekleridir. 5. Web Tasarımı: Web sitelerinde kullanılan düzenlerin, renk şemalarının ve grafiklerin sadeleştirilmesi ve genelleştirilmesi, stilizasyonun web tasarımındaki uygulamasıdır.