Materials and Chemistry İstanbul Üniversitesi Metalurji ve Malzeme Mühendisliği İstanbul Üniversitesi Metalurji ve Malzeme Mühendisliği Alümiyum Şekillendirme.

... konulu sunumlar: "Materials and Chemistry İstanbul Üniversitesi Metalurji ve Malzeme Mühendisliği İstanbul Üniversitesi Metalurji ve Malzeme Mühendisliği Alümiyum Şekillendirme."— Sunum transkripti:

1 Materials and Chemistry İstanbul Üniversitesi Metalurji ve Malzeme Mühendisliği İstanbul Üniversitesi Metalurji ve Malzeme Mühendisliği Alümiyum Şekillendirme Teknolojileri Doç.Dr. Derya Dışpınar deryad@Istanbul.edu.tr

2 Materials and Chemistry İstanbul Üniversitesi Metalurji ve Malzeme Mühendisliği İstanbul Üniversitesi Metalurji ve Malzeme Mühendisliği Inglis & Griffith

3 Materials and Chemistry İstanbul Üniversitesi Metalurji ve Malzeme Mühendisliği İstanbul Üniversitesi Metalurji ve Malzeme Mühendisliği Griffith teorisi

4 Materials and Chemistry İstanbul Üniversitesi Metalurji ve Malzeme Mühendisliği İstanbul Üniversitesi Metalurji ve Malzeme Mühendisliği Çatlak oluşturabilmek için bağların kırılması lazım ve açığa çıkan bağ enerjisi malzeme tarafından absorblanmalıdır

5 Materials and Chemistry İstanbul Üniversitesi Metalurji ve Malzeme Mühendisliği İstanbul Üniversitesi Metalurji ve Malzeme Mühendisliği

6 Materials and Chemistry İstanbul Üniversitesi Metalurji ve Malzeme Mühendisliği İstanbul Üniversitesi Metalurji ve Malzeme Mühendisliği

7 Materials and Chemistry İstanbul Üniversitesi Metalurji ve Malzeme Mühendisliği İstanbul Üniversitesi Metalurji ve Malzeme Mühendisliği

8 Materials and Chemistry İstanbul Üniversitesi Metalurji ve Malzeme Mühendisliği İstanbul Üniversitesi Metalurji ve Malzeme Mühendisliği

9 Materials and Chemistry İstanbul Üniversitesi Metalurji ve Malzeme Mühendisliği İstanbul Üniversitesi Metalurji ve Malzeme Mühendisliği Lennard-Jones potansiyeli  – bağ enerjisi potansiyeli  – potansiyelin sıfıra ulaştığı mesafe

10 Materials and Chemistry İstanbul Üniversitesi Metalurji ve Malzeme Mühendisliği İstanbul Üniversitesi Metalurji ve Malzeme Mühendisliği

11 Materials and Chemistry İstanbul Üniversitesi Metalurji ve Malzeme Mühendisliği İstanbul Üniversitesi Metalurji ve Malzeme Mühendisliği

12 Materials and Chemistry İstanbul Üniversitesi Metalurji ve Malzeme Mühendisliği İstanbul Üniversitesi Metalurji ve Malzeme Mühendisliği çatlakların önemi test

13 Materials and Chemistry İstanbul Üniversitesi Metalurji ve Malzeme Mühendisliği İstanbul Üniversitesi Metalurji ve Malzeme Mühendisliği

14 Materials and Chemistry İstanbul Üniversitesi Metalurji ve Malzeme Mühendisliği İstanbul Üniversitesi Metalurji ve Malzeme Mühendisliği Sünek davranış Griffith, camlar ile yaptığı bu çalışmada, tamamen gevrek malzemeleri ele almıştır Sünek davranış gösteren malzemelerde, sadece yüzey gerilimini hesaplamak yeterli olmaz!

15 Materials and Chemistry İstanbul Üniversitesi Metalurji ve Malzeme Mühendisliği İstanbul Üniversitesi Metalurji ve Malzeme Mühendisliği Sünek davranış Bu eksikliği Irwin ve Orowan irdelemişlerdir; ve sünek malzemelerde harcanan enerjinin tamamının yeni yüzey oluşturmak için kullanılmadığını göstermişlerdir. Çatlağın ilerlemesi için gerekli enerjinin olabilecek tüm enerji değişimlerine etki ettiğini göstermiş ve “kritik deformasyon enerji” terimini ileri sürmüşlerdir: G c

16 Materials and Chemistry İstanbul Üniversitesi Metalurji ve Malzeme Mühendisliği İstanbul Üniversitesi Metalurji ve Malzeme Mühendisliği Griffith denklemi

17 Materials and Chemistry İstanbul Üniversitesi Metalurji ve Malzeme Mühendisliği İstanbul Üniversitesi Metalurji ve Malzeme Mühendisliği DeHavilland Comet 1950’lerdeki uçak kazası kırılma mühendisliği açısından çok önemli bir yer tutmaktadır. 1951

18 Materials and Chemistry İstanbul Üniversitesi Metalurji ve Malzeme Mühendisliği İstanbul Üniversitesi Metalurji ve Malzeme Mühendisliği DeHavilland Comet

19 Materials and Chemistry İstanbul Üniversitesi Metalurji ve Malzeme Mühendisliği İstanbul Üniversitesi Metalurji ve Malzeme Mühendisliği 5.7 mm kritik çatlak boyu olarak hesaplanmaktadır. Bu boyutta bir çatlak herhangi bir tahribatsız muayene ile kolaylıkla ölçülebilecek bir uzunluktur Fakat bu çatlaklar ilerleyip, pencerelere kadar ulaştığında, pencelerin çevresi toplam çatlak uzunluğuna eklenecek şekilde bir ortam oluşturmuştur Günümüzde, pencere ve çevresinde çatlak ilerlemesini engelleyecek “tear strip” tasarımları bu yüzden yer almaktadır

20 Materials and Chemistry İstanbul Üniversitesi Metalurji ve Malzeme Mühendisliği İstanbul Üniversitesi Metalurji ve Malzeme Mühendisliği

21 Materials and Chemistry İstanbul Üniversitesi Metalurji ve Malzeme Mühendisliği İstanbul Üniversitesi Metalurji ve Malzeme Mühendisliği Gordon’un gemisi

22 Materials and Chemistry İstanbul Üniversitesi Metalurji ve Malzeme Mühendisliği İstanbul Üniversitesi Metalurji ve Malzeme Mühendisliği Gevrek (klijav) kırılma 1.Yükün 3 eksenli dağılımı 2.Düşük sıcaklık 3.Yüksek deformasyon hızı (veya ani ve hızlı yük etkisi) Yeni arayüzey oluşturmak için gerekli olan enerji, dislokasyonları hareket ettirebilmek için gerekli enerjiden daha az ise KIRILMA olacaktır.

23 Materials and Chemistry İstanbul Üniversitesi Metalurji ve Malzeme Mühendisliği İstanbul Üniversitesi Metalurji ve Malzeme Mühendisliği 23

24 Materials and Chemistry İstanbul Üniversitesi Metalurji ve Malzeme Mühendisliği İstanbul Üniversitesi Metalurji ve Malzeme Mühendisliği Darbe deneyi 24 Video 1Video 2

25 Materials and Chemistry İstanbul Üniversitesi Metalurji ve Malzeme Mühendisliği İstanbul Üniversitesi Metalurji ve Malzeme Mühendisliği 25

26 Materials and Chemistry İstanbul Üniversitesi Metalurji ve Malzeme Mühendisliği İstanbul Üniversitesi Metalurji ve Malzeme Mühendisliği 26

27 Materials and Chemistry İstanbul Üniversitesi Metalurji ve Malzeme Mühendisliği İstanbul Üniversitesi Metalurji ve Malzeme Mühendisliği sıcaklık 27 Sıfır Süneklik Sıcaklığı Plastik Kırılma Sıcaklığı

28 Materials and Chemistry İstanbul Üniversitesi Metalurji ve Malzeme Mühendisliği İstanbul Üniversitesi Metalurji ve Malzeme Mühendisliği 28

29 Materials and Chemistry İstanbul Üniversitesi Metalurji ve Malzeme Mühendisliği İstanbul Üniversitesi Metalurji ve Malzeme Mühendisliği 29

30 Materials and Chemistry İstanbul Üniversitesi Metalurji ve Malzeme Mühendisliği İstanbul Üniversitesi Metalurji ve Malzeme Mühendisliği 30

31 Materials and Chemistry İstanbul Üniversitesi Metalurji ve Malzeme Mühendisliği İstanbul Üniversitesi Metalurji ve Malzeme Mühendisliği 31

32 Materials and Chemistry İstanbul Üniversitesi Metalurji ve Malzeme Mühendisliği İstanbul Üniversitesi Metalurji ve Malzeme Mühendisliği Yorulma 1850’den beri bilinen bir durum vardır: sürekli ve tekrarlanan yükler altında çalışan bir malzeme, zamana bağlı olarak bir süre sonra akma noktasından bile çok çok düşük yükler altında kırılma gösterecektir. Dinamik yükler altındaki şartlarda belirli bir süre sonra karşılaşılan kırılmalara «yorulma» denir. Yapıda herhangi bir şekilde gözle görülür bir değişiklik veya belirti olmadan bu kırılma oluşabilmektedir. Dolayısıyla tipik olarak gevrek kırılma olarak karşımıza çıkar.

33 Materials and Chemistry İstanbul Üniversitesi Metalurji ve Malzeme Mühendisliği İstanbul Üniversitesi Metalurji ve Malzeme Mühendisliği otomotivuçak kompresör pompa türbin

34 Materials and Chemistry İstanbul Üniversitesi Metalurji ve Malzeme Mühendisliği İstanbul Üniversitesi Metalurji ve Malzeme Mühendisliği Wöhler

35 Materials and Chemistry İstanbul Üniversitesi Metalurji ve Malzeme Mühendisliği İstanbul Üniversitesi Metalurji ve Malzeme Mühendisliği

36 Materials and Chemistry İstanbul Üniversitesi Metalurji ve Malzeme Mühendisliği İstanbul Üniversitesi Metalurji ve Malzeme Mühendisliği Yorulmaya sebep veren 3 önemli nokta 1. Yeterince yüksek değerlerde maksimum çekme gerilmesi 2. Maruz kalınan gerilimin yeterince geniş değişimi 3. Yükün yeterince çok sayıda çevirimlerden oluşması

37 Materials and Chemistry İstanbul Üniversitesi Metalurji ve Malzeme Mühendisliği İstanbul Üniversitesi Metalurji ve Malzeme Mühendisliği

38 Materials and Chemistry İstanbul Üniversitesi Metalurji ve Malzeme Mühendisliği İstanbul Üniversitesi Metalurji ve Malzeme Mühendisliği

39 Materials and Chemistry İstanbul Üniversitesi Metalurji ve Malzeme Mühendisliği İstanbul Üniversitesi Metalurji ve Malzeme Mühendisliği

40 Materials and Chemistry İstanbul Üniversitesi Metalurji ve Malzeme Mühendisliği İstanbul Üniversitesi Metalurji ve Malzeme Mühendisliği

41 Materials and Chemistry İstanbul Üniversitesi Metalurji ve Malzeme Mühendisliği İstanbul Üniversitesi Metalurji ve Malzeme Mühendisliği S-N eğrileri

42 Materials and Chemistry İstanbul Üniversitesi Metalurji ve Malzeme Mühendisliği İstanbul Üniversitesi Metalurji ve Malzeme Mühendisliği

43 Materials and Chemistry İstanbul Üniversitesi Metalurji ve Malzeme Mühendisliği İstanbul Üniversitesi Metalurji ve Malzeme Mühendisliği

44 Materials and Chemistry İstanbul Üniversitesi Metalurji ve Malzeme Mühendisliği İstanbul Üniversitesi Metalurji ve Malzeme Mühendisliği

45 Materials and Chemistry İstanbul Üniversitesi Metalurji ve Malzeme Mühendisliği İstanbul Üniversitesi Metalurji ve Malzeme Mühendisliği

46 Materials and Chemistry İstanbul Üniversitesi Metalurji ve Malzeme Mühendisliği İstanbul Üniversitesi Metalurji ve Malzeme Mühendisliği İstatistiksel yaklaşım

47 Materials and Chemistry İstanbul Üniversitesi Metalurji ve Malzeme Mühendisliği İstanbul Üniversitesi Metalurji ve Malzeme Mühendisliği Weibull istatistiği değişken olasılık şekil parametresi Weibull Modülü karakteristik değer (%63 temsil eden)

48 Materials and Chemistry İstanbul Üniversitesi Metalurji ve Malzeme Mühendisliği İstanbul Üniversitesi Metalurji ve Malzeme Mühendisliği

49 Materials and Chemistry İstanbul Üniversitesi Metalurji ve Malzeme Mühendisliği İstanbul Üniversitesi Metalurji ve Malzeme Mühendisliği çevirimln (çevirim)numunePln(ln(1/(1-P)) 152,85,0310,95-2,97 152,95,0320,85-1,82 154,05,0430,75-1,25 154,65,0440,65-0,84 155,35,0550,55-0,51 155,75,0560,45-0,23 156,25,0570,350,05 159,35,0780,250,33 161,55,0890,150,64 166,05,11100,051,10

50 Materials and Chemistry İstanbul Üniversitesi Metalurji ve Malzeme Mühendisliği İstanbul Üniversitesi Metalurji ve Malzeme Mühendisliği ln (çevirim sayısı)

51 Materials and Chemistry İstanbul Üniversitesi Metalurji ve Malzeme Mühendisliği İstanbul Üniversitesi Metalurji ve Malzeme Mühendisliği

52 Materials and Chemistry İstanbul Üniversitesi Metalurji ve Malzeme Mühendisliği İstanbul Üniversitesi Metalurji ve Malzeme Mühendisliği Düşük Çevrimli Yorulma

53 Materials and Chemistry İstanbul Üniversitesi Metalurji ve Malzeme Mühendisliği İstanbul Üniversitesi Metalurji ve Malzeme Mühendisliği Yorulmanın yapısal etkileri 1.Çatlak oluşumu: yorulmanın başlangıcında görülür ve basit bir temperleme ile (veya sıcaklık artışı ile) giderilebilinir 2.Kayma düzlemlerinde çatlak oluşumu: İlk çatlak oluşumunun ilerlemesi ve kayma düzlemleri boyunca derinleşmesi (I. Evre Çatlak Büyümesi) 3.Düzlemler boyunca çatlak büyümesi: maksimum çekme gerilmesine dik yöndeki düzlemlerde çatlağın büyümesi (II. Evre Çatlak Büyümesi) 4.(Sünek) Kırılma: Numune kesit alanının, oluşan çatlağı taşıyamaması ve kırılma

54 Materials and Chemistry İstanbul Üniversitesi Metalurji ve Malzeme Mühendisliği İstanbul Üniversitesi Metalurji ve Malzeme Mühendisliği

55 Materials and Chemistry İstanbul Üniversitesi Metalurji ve Malzeme Mühendisliği İstanbul Üniversitesi Metalurji ve Malzeme Mühendisliği

56 Materials and Chemistry İstanbul Üniversitesi Metalurji ve Malzeme Mühendisliği İstanbul Üniversitesi Metalurji ve Malzeme Mühendisliği

57 Materials and Chemistry İstanbul Üniversitesi Metalurji ve Malzeme Mühendisliği İstanbul Üniversitesi Metalurji ve Malzeme Mühendisliği

58 Materials and Chemistry İstanbul Üniversitesi Metalurji ve Malzeme Mühendisliği İstanbul Üniversitesi Metalurji ve Malzeme Mühendisliği

59 Materials and Chemistry İstanbul Üniversitesi Metalurji ve Malzeme Mühendisliği İstanbul Üniversitesi Metalurji ve Malzeme Mühendisliği Yüksek gerilim Düşük gerilim

60 Materials and Chemistry İstanbul Üniversitesi Metalurji ve Malzeme Mühendisliği İstanbul Üniversitesi Metalurji ve Malzeme Mühendisliği

61 Materials and Chemistry İstanbul Üniversitesi Metalurji ve Malzeme Mühendisliği İstanbul Üniversitesi Metalurji ve Malzeme Mühendisliği Goodman Diagramları genlik ortalama maksimum çekme gerilmesi DAYANIM SINIRI

62 Materials and Chemistry İstanbul Üniversitesi Metalurji ve Malzeme Mühendisliği İstanbul Üniversitesi Metalurji ve Malzeme Mühendisliği Gerilim bölgelerinin yorulmaya etkisi Numune üzerinde var olabilecek Çentik Boşluk Şerit Çizgi Çıkıntı Metalurjik faktörler Porozite İnklüzyon İkinci fazlar