Deformasyon

Şekil değiştirme, iki farklı şekilde ölçülebilir: 1. Boyutların değişmesi: Cismin uzunluklarının değişmesi ile ölçülür. 2. Biçimin değişmesi: Cismin açılarının değişmesi ile ölçülür. Bazı ölçüm yöntemleri: Visio Programı: Şeklin boyutlarını veya açılarını ölçmek için şekil seçilip, şeklin altındaki durum çubuğunda genişlik, yükseklik ve açı otomatik olarak listelenebilir. Illustrator Programı: Ölçek aracı kullanılarak nesneler ve şekiller büyütülebilir veya küçültülebilir.

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 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.

"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.

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

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.

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.

Deformasyon çeşitleri genel olarak üç ana kategoriye ayrılır: 1. Elastik Deformasyon: Malzemeye uygulanan kuvvet kaldırıldığında malzemenin tekrar eski haline döndüğü geçici şekil değişimidir. 2. Plastik Deformasyon: Malzemeye uygulanan kuvvet kaldırılsa bile malzemenin kalıcı olarak şekil değiştirdiği deformasyon türüdür. 3. Anelastik Deformasyon: Malzemenin elastik ve plastik deformasyon arasında kalan, zamanla değişen deformasyon davranışıdır.

Plastik deformasyon çeşitleri şunlardır: 1. Dövme: Metali yüksek sıcaklıklarda sıkıştırma kuvvetleriyle şekillendirme. 2. Haddeleme: Sac, levha ve yapısal şekiller üretmek için dönen merdaneler arasında metalin sürekli deformasyonu. 3. Ekstrüzyon: Tüpler ve profiller gibi uzun, düzgün kesitli ürünler oluşturmak için malzemeyi bir kalıp deliğinden geçirme. 4. Çekme: Metalin kesit alanını azaltmak ve uzunluğunu artırmak için bir kalıptan çekilmesi, genellikle tel ve çubuk üretimi için kullanılır. 5. Damgalama: Sac metali karmaşık geometriler halinde kesmek, biçimlendirmek veya şekillendirmek için kalıpların kullanılması. 6. Bükme: Lokalize deformasyon kullanarak sac metal veya profillerde açısal veya kavisli formlar oluşturma. 7. Eğirme: İş parçası dönerken lokalize kuvvet uygulayarak silindirik iş parçalarını şekillendirme.

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.