Kırılma Mekaniğine Giriş Problemler 2.Set Problem 1: 7.5 in genişliğinde plaka 3in. kalınlığında merkezi çatlağa sahiptir. Bu plaka 60 ksi lik çekme mukavemetine maruz bırakılırsa, kalınlık boyunca olan merkezi çatlağı tolere etmesi için gerekli olan düzlem deformasyon kırılma tokluğunu bulunuz. KIC=? Cevap 1 : Dokuz Eylül Üniversitesi, Makina Mühendisliği Bölümü Doç. Dr. M. Evren TOYGAR

Problem 2 : 20 in genişliğinde ve 0 Problem 2 : 20 in genişliğinde ve 0.050 in kalınlığında bir plaka bir ucundan sabitlenip diğer ucundan 36000 lb luk kuvvet(ağırlık) ile yüklenmiştir. Çelikten imal edilen ve kırılma tokluğu KIC=50 ksi(in)1/2 olarak bilinen bu yapının merkezinde çatlak bulundurduğunu biliyorsak buna göre, kırılmadan önce oluşabilecek maksimum kritik çatlak boyunu hesaplayınız. Cevap 2 : Dokuz Eylül Üniversitesi, Makina Mühendisliği Bölümü Doç. Dr. M. Evren TOYGAR

E= 207 GPa, y=360 MPa ult =560 MPa, v=0.28. Bu test için şu Problem 3 : Aşağıdaki özelliklere sahip bir çelik için JIc testi yapılmıştır: E= 207 GPa, y=360 MPa ult =560 MPa, v=0.28. Bu test için şu özelliklere sahip bir numune kullanılmıştır: W=50 mm, B= 20 mm, a=30 mm. Yükün yerdeğiştirme ile doğrusal olarak arttığı tesbit edilmiştir. Çatlak uzamasının tam başlangıç anında yük 25 kN iken yerdeğiştirme 4 mm olarak kaydedilmiştir. Buna göre, Eğer çatlak başlangıcı anı için tanımlanır ise JIc nedir? b) Dokuz Eylül Üniversitesi, Makina Mühendisliği Bölümü Doç. Dr. M. Evren TOYGAR

Cevap 3: A=25000x0.004/2=50Nm (yük-deplasman eğrisi altında kalan alan) Dokuz Eylül Üniversitesi, Makina Mühendisliği Bölümü Doç. Dr. M. Evren TOYGAR

Bu kritik çatlak boyu için çatlak ucu plastik bölgesinin boyutu nedir? Problem 4 : Bir alaminyum alaşım plaka çeki yüküne maruzdur. Bu alaşımın kırılma tokluğu değeri KIC=60 MPA(m)1/2 ve akma mukavemeti y=400 MPa ise, merkez çatlak ve sonsuz plaka kabulü için, 200 MPa değerinde bir çeki gerilmesi uygulandığında kritik çatlak boyu ne olur? Bu kritik çatlak boyu için çatlak ucu plastik bölgesinin boyutu nedir? Cevap 4: a) 200 MPa =çekme→acr= ? β=1 olduğuna göre (sonsuz plaka kabulü) b) Dokuz Eylül Üniversitesi, Makina Mühendisliği Bölümü Doç. Dr. M. Evren TOYGAR

Problem 5 : Çelik malzemeden yapılmış bir kompakt çekme numunesi için akma mukavemeti y=1400 MPa, kırılma tokluğu değeri ise 100 MPam olarak verildiğine göre çatlak ucu plastik bölge boyutunu belirleyerek numunenin yaklaşık boyutlarını (B ve W) hesaplayınız. (b’=w-a) Cevap 5: B ≥12.75 mm W≥25.51 mm B = 13 mm W = 26 mm Dokuz Eylül Üniversitesi, Makina Mühendisliği Bölümü Doç. Dr. M. Evren TOYGAR

Kırılma Mekaniğine Giriş Problem 6: 20 in genişliğinde plaka 2in. kalınlığında merkezi çatlağa sahiptir. Bu plakanın kalınlığı B 0.75 in ve akma mukavemeti y=70 ksi dir. 600 lb lık bir P yüküyle yüklenen plakanın, kırılma şiddeti faktörünün kırılma tokluğu değerini yakaladığı varsayılırsa elde edilen sonuçlar düzlem germe mi yoksa düzlem gerilme midir? Plastik bölge boyunu hesaplayınız. Cevap 6 : Dokuz Eylül Üniversitesi, Makina Mühendisliği Bölümü Doç. Dr. M. Evren TOYGAR

Problem 7 : Üç nokta eğme numunesinde J integrali için aşağıdaki formüller kullanılacaktır. Yük-deplasman eğrileri (P-u) aşağıdaki gibi verilen numunede (a/w=0.6, u=1 mm’deki değerler için ) J değerini hesaplayınız. Dokuz Eylül Üniversitesi, Makina Mühendisliği Bölümü Doç. Dr. M. Evren TOYGAR

Cevap 7: Dokuz Eylül Üniversitesi, Makina Mühendisliği Bölümü Doç. Dr. M. Evren TOYGAR