14
1 Dokuz Eylül Üniversitesi Mühendislik Fakültesi Metalurji ve Malzeme Mühendisliği Bölümü Malzeme Laboratuvarı Dersi Deney Raporu Grup No: B6 Deney Tarihi: 12.11.2014 Deney Kodu: MMZ3003.03 Deneyin A: Eğme, Katlama ve Çökertme Deneyleri DENEYĠN AMACI: Metalik malzemelerin katlama deneyi, malzemelerin Ģekil değiĢtirme özellikleri hakkında genellikle kalitatif bir bilgi edinmek amacıyla yapılır. Eğme deneyi, kalitatif sonucun yanı sıra, gevrek malzemeler için eğme momenti (M e ), eğme dayanımı (σ e ), elastisite modülü (Ε e ) ve eğilme miktarı (Υ) gibi kantitatif değerlerin belirlenmesi amacıyla yapılır. Çökertme (Erichsen) deneyi ise, metal saç ve levhaların plastik Ģekil değiĢtirme özelliklerini belirlemek amacıyla yapılan bir deneydir. Presle Ģekil verme ve derin çekme gibi imalat iĢlerinde kullanılan malzemelere uygulanır. Bu deneyin sonuçları, aynı malzemenin kendi standardındaki değerlerle karĢılaĢtırılmasında kullanılır. TEORĠK BĠLGĠLER: A. EĞME-KATLAMA DENEYĠ 1. GĠRĠġ Eğme ve katlama deneyleri, deneylerin yapılıĢı açısından birbirlerinin benzeri olup, deneyin amacı açısından farklılık gösterirler. Türk Standartlarındaki (TS 205) tanımları Ģu Ģekildedir: Eğme; iki desteğe serbest olarak oturtulan, genellikle daire veya dikdörtgen kesitli düz bir deney parçasının yön değiĢtirmeksizin ortasına bir eğme kuvveti uygulandığında oluĢan biçim değiĢmedir. Katlama ise; eğmenin özel bir durumu olup, daire veya dikdörtgen kesitli deney parçasının iki kolunun birbirine paralel duruma getirilmesi (180° eğme) iĢlemidir. Metalik malzemelerin katlama deneyi, malzemelerin Ģekil değiĢtirme özellikleri hakkında genellikle kalitatif bir bilgi edinme gayesiyle yapılır. Ġmalat esnasında eğerek veya katlayarak form verilen

Eğme, Katlama Ve Çökertme Deneyleri Raporu

Embed Size (px)

DESCRIPTION

Metalik malzemelerin katlama deneyi, malzemelerin Ģekil değiĢtirme özellikleri hakkında genellikle kalitatif bir bilgi edinmek amacıyla yapılır.Eğme deneyi, kalitatif sonucun yanı sıra, gevrek malzemeler için eğme momenti (Me), eğme dayanımı (σe), elastisite modülü (Εe) ve eğilme miktarı (Υ) gibi kantitatif değerlerin belirlenmesi amacıyla yapılır.Çökertme (Erichsen) deneyi ise, metal saç ve levhaların plastik Ģekil değiĢtirme özelliklerini belirlemek amacıyla yapılan bir deneydir. Presle Ģekil verme ve derin çekme gibi imalat iĢlerinde kullanılan malzemelere uygulanır.

Citation preview

Page 1: Eğme, Katlama Ve Çökertme Deneyleri Raporu

1

Dokuz Eylül Üniversitesi

Mühendislik Fakültesi

Metalurji ve Malzeme Mühendisliği Bölümü

Malzeme Laboratuvarı Dersi

Deney Raporu

Grup No: B6

Deney Tarihi: 12.11.2014

Deney Kodu: MMZ3003.03

Deneyin Adı: Eğme, Katlama ve Çökertme Deneyleri

DENEYĠN AMACI:

Metalik malzemelerin katlama deneyi, malzemelerin Ģekil değiĢtirme özellikleri hakkında genellikle

kalitatif bir bilgi edinmek amacıyla yapılır.

Eğme deneyi, kalitatif sonucun yanı sıra, gevrek malzemeler için eğme momenti (Me), eğme

dayanımı (σe), elastisite modülü (Εe) ve eğilme miktarı (Υ) gibi kantitatif değerlerin belirlenmesi

amacıyla yapılır.

Çökertme (Erichsen) deneyi ise, metal saç ve levhaların plastik Ģekil değiĢtirme özelliklerini

belirlemek amacıyla yapılan bir deneydir. Presle Ģekil verme ve derin çekme gibi imalat iĢlerinde

kullanılan malzemelere uygulanır. Bu deneyin sonuçları, aynı malzemenin kendi standardındaki

değerlerle karĢılaĢtırılmasında kullanılır.

TEORĠK BĠLGĠLER:

A. EĞME-KATLAMA DENEYĠ

1. GĠRĠġ

Eğme ve katlama deneyleri, deneylerin yapılıĢı açısından birbirlerinin benzeri olup, deneyin amacı

açısından farklılık gösterirler. Türk Standartlarındaki (TS 205) tanımları Ģu Ģekildedir:

Eğme; iki desteğe serbest olarak oturtulan, genellikle daire veya dikdörtgen kesitli düz bir deney

parçasının yön değiĢtirmeksizin ortasına bir eğme kuvveti uygulandığında oluĢan biçim değiĢmedir.

Katlama ise; eğmenin özel bir durumu olup, daire veya dikdörtgen kesitli deney parçasının iki

kolunun birbirine paralel duruma getirilmesi (180° eğme) iĢlemidir.

Metalik malzemelerin katlama deneyi, malzemelerin Ģekil değiĢtirme özellikleri hakkında genellikle

kalitatif bir bilgi edinme gayesiyle yapılır. Ġmalat esnasında eğerek veya katlayarak form verilen

Page 2: Eğme, Katlama Ve Çökertme Deneyleri Raporu

2

malzemelerin Ģekil değiĢtirme kapasitesinin tayininde çoğu kez bu deneyden faydalanılır. Katlama

deneyi, malzemenin kendisi için uygulandığı gibi, bu malzemelerden kaynak yolu ile birleĢtirilmiĢ

parçalar için de uygulanabilir. Böylece, kaynak dikiĢinin Ģekil değiĢtirme kapasitesi, hatta kaynak dikiĢi

ile esas malzeme arasında iyi bir bağlantının olup, olmadığı tespit edilebilir. Örneğin; kazan sacı, gemi

sacı gibi.

Eğme deneyinde ise, kalitatif sonucun yanında; eğme momenti (Me), eğme dayanımı (σe), elastisite

modülü (Εe) ve eğilme miktarı (Υ) gibi kantitatif değerler de hesaplanır. Kantitatif deneyler genellikle

kırılgan ve gevrek malzemeler için yapılır. Örneğin; dökme demirler, yüksek mukavemetli çelikler, çelik

döküm parçaları gibi. [1]

2. DENEYĠN PRENSĠBĠ

Deneyi yapılacak numuneye bir kuvvet etkilediğinde, numune kesitinin bir kısmında basma gerilimi,

kesitin geri kalan kısmında çekme gerilimi meydana geliyorsa; numune eğilme hâlindedir. Eğilme

halindeki numunelerin kesitinde, iç yüzeye yakın bölgede basma gerilmeleri, dıĢ yüzeye yakın bölgede

ise çekme gerilmeleri meydana gelmektedir.

ġekil 1: DeğiĢik eğme deneyi düzenleri. [1]

Page 3: Eğme, Katlama Ve Çökertme Deneyleri Raporu

3

ġekil 1’de çeĢitli eğme yöntemleri Ģematik olarak gösterilmektedir. DeğiĢik yöntemlerin hepsinde

(ileri-geri eğme hariç) esas gaye, malzemeyi çatlatıncaya kadar tek yönde eğmektir. Kalitatif eğme

deneylerinde (katlama deneyleri) sünekliği iyi olan malzemeler 180° katlamalarına rağmen çatlama

göstermezler. Bu nedenle, kalitatif eğme deneyinde kriter olarak eğilme açısı (α) kullanılmaktadır.

Eğilme açısı, eğme tamamlandıktan sonra numunenin iki kolu arasındaki dıĢ açı olarak ifade edilir.

Kantitatif eğme deneylerinde, eğme momenti veya eğilme dayanımının hesabı için, numunenin

kırıldığı andaki maksimum yükü (Ρmax) ölçmek gerekir. Bundan sonra, gerekli formüller kullanılarak

istenen değerler hesap edilir. Eğilme miktarı (Υ) ise, deney sırasında yükün uygulandığı noktada,

numunenin baĢlangıçtaki duruma göre düĢey eksendeki değiĢme miktarıdır. Numunenin kırıldığı andaki

maksimum yükün ve eğilme miktarının değerlerinin ölçülmesi için, deney cihazına bağlı gösterge ve

kayıt düzenlerinden faydalanılır.

Ġleri-geri (alternatif) eğme deneyinde ise, numune cihaza sağlam bir Ģekilde tespit ettirilir ve yarıçapı

belirtilmiĢ mandreller etrafında ileri-geri bükülür. Bu sırada numunenin kesiti alternatif olarak çekme ve

basma gerilimine uğrar. Burada malzemenin çatlama göstermesi için uygulanan eğme sayısı kıstas

olarak kullanılır.

ġekil 2: Alternatif (ileri-geri) eğme deneyi cihazına ait Ģema. [1]

Page 4: Eğme, Katlama Ve Çökertme Deneyleri Raporu

4

Eğme deneyinin uygulanan yüke göre; üç noktalı eğme deneyi ve dört noktalı eğme deneyi gibi iki

farklı çeĢidi mevcuttur.

Üç noktadan eğme deneyi; genellikle dökme demir ve seramik gibi kırılgan malzemelerin mekanik

özelliğini belirlemek için yapılan bir deneydir. Deneyde belirli bir boy ve kesitteki numune, her iki

ucundan desteklenerek desteklerin tam ortasından yük uygulanır ve kırılmadan önceki en büyük yük ve

eğilme miktarı saptanır.

Dört noktadan eğme deneyi de genellikle dökme demir ve seramik gibi kırılgan malzemelerin

mekanik özelliğini belirlemek için yapılan bir deneydir. Ancak bu deneyde, iki ucundan desteklenen

belirli kesit ve boydaki numune, uçlara eĢit uzaklıktaki iki noktadan uygulanan yükün etkisiyle eğilerek,

kırılmadan önceki en büyük yük ve eğilme miktarı hesaplanır. [2]

3. DENEY DÜZENEĞĠ

Eğme deneyleri genellikle üniversal cihazlarda yapılır. Eğme düzeni olarak görev yapan mesnetler

bir tabla üzerine, yükleme bloku (mandrel) ise cihazın hareketli kısmına yerleĢtirilir. 6 milimetreden

daha ince malzemelerde deney, bir mengene ve bir mandrel yardımıyla gerçekleĢtirilebilir.

ġekil 3: Mengene yardımıyla eğme deneyi. [1]

Bir eğme düzeninin kullanılması halinde, çapı ve mesnet çapları önemli bir faktör olmaktadır. Bu

değerler genellikle deneyi yapılacak malzemelerin kendi standartlarında belirtilirler. Mesnetlerin

yarıçapı çok küçük olacak olursa, numune ile mesnetler arasında sürtünme kuvvetleri artar ve

malzemede çekme gerilmeleri doğar. Bu olay ise, parçanın tam ortasında parça ile mandrel temasının

kesilmesine ve numunede muazzam kavis yerine, bir köĢe (kenar) meydana gelmesine yol açar. Bu son

durum malzemede hasara neden olabilir.

Page 5: Eğme, Katlama Ve Çökertme Deneyleri Raporu

5

ġekil 4: Silindirik mesnetler üzerinde eğme deneyi.

Genellikle 12 milimetreye kadar kalınlıklar için mesnet yarıçapı 25 milimetre, 12 milimetreden

büyük kalınlıklar için mesnet yarıçapı 50 milimetre olarak tavsiye edilir. Mesnetler arası açıklık da çoğu

kez standartlarda belirtilmektedir. Böyle bir kaydın bulunmaması halinde, mesnetler arasındaki açıklık

⁄ olarak alınır. Burada a, malzeme kalınlığı; D ise mandrel çapıdır.

ġekil 5: Üç nokta eğme Ģematik deney konfigürasyonu.

Page 6: Eğme, Katlama Ve Çökertme Deneyleri Raporu

6

Eğme deney düzeneğinin Ģematik görünümü, ġekil 5’te verilmiĢtir. Deney konfigürasyonu, kuvvet

göstergesi (1), kadran (2), iki adet mesnet (3), hidrolik silindirler (4 ve 5) çevirme kolu (6), zımba (7) ve

dikdörtgen kesitli deney çubuğundan (8) ibarettir. Çevirme kolu döndürüldüğünde, 5 numaralı hidrolik

silindir içindeki piston hareket eder ve silindir içindeki sıvı akıĢkanı (4) numaralı hidrolik silindir

içerisine gönderir. Böylece, 4 numaralı silindirin pistonu yukarı doğru hareket eder ve 7 numaralı zımba

sabit olduğundan, zımba üzerinde deney numunesini eğmeye maruz bırakır. Deney esnasında kuvvet

değiĢimi, kuvvet göstergesinden(1), sehim ise kadrandan (2) okunarak kaydedilir. Mesnet aralığı, I

profil (9) üzerinde arzu edilen mesafeye mesnetler kaydırılarak değiĢtirilebilir.

Ġnce sac ve teller için uygulanan ileri-geri (alternatif) eğme deneyinde ġekil 2’dekine benzer bir

cihazdan faydalanılır. Burada numune, aksi yönlerde olmak üzere Ģekilde görülen bloklar üzerinde

90°’lik açılarla, birden fazla eğilir. Ġlk çatlağın meydana geldiği eğme sayısı, deney sonucu olarak

sunulur. Malzemenin deney sırasında ısınıp, sonuçları etkilememesi için; bir saniyelik zaman içinde

birden fazla eğme yapılmamalıdır. Bu bölümde belirtilen tüm deneyler genellikle oda sıcaklığında

yapılmalıdır.

ġekil 6: Ġleri-geri (alternatif) eğme deneyinde eğme sayısının tespitinin prensibi.

4. HESAPLAMALAR

Eğme deneyi sonucunda, malzemenin eğme momenti (Μe), eğilme dayanımı (σe), eğilme miktarı (Υ)

ve elastisite modülü (Εe) gibi değerlerin hesaplanabilmesi için aĢağıdaki formüllerden de anlaĢılacağı

gibi, deney esnasındaki (Ρ) yükü ile (Υ) eğilme miktarının duyarlılıkla ölçülmesi ve mesnet merkezleri

arasındaki uzaklığın bilinmesi gerekir.

Page 7: Eğme, Katlama Ve Çökertme Deneyleri Raporu

7

4.1. Eğme Momenti (Μe) Hesabı

Eğme deneyi düzenlerinde, kuvvet iki mesnete serbestçe oturmuĢ deney numunesinin tam ortasına

etkidiğinden, eğme momenti Ģu formülle hesaplanır:

Me: eğme momenti (kg.mm),

P: uygulanan kuvvet (kg),

L: mesnet merkezleri arasındaki uzaklık (mm).

4.2. Eğme Dayanımı (σe) veya Kırılma Modülü (K.M.)

Eğilmeye maruz kalmıĢ bir çubukta, Y-Y doğrultusu boyunca farklı gerilmeler oluĢur. X-X ekseni

boyunca simetrik kesite sahip çubuklarda, çubuğun X-X nötr (tarafsız) düzleminden (ekseninden)

herhangi bir y mesafesindeki bir düzlemde (lifte) oluĢan eğilme gerilmesi Ģu Ģekildedir:

σe: eğilme gerilmesi,

M: eğme momenti,

I: çubuğun nötr eksenine göre eylemsizlik momenti,

y: nötr eksenden uzaklık.

Gerilmeler, nötr eksende sıfırdan baĢlayarak en dıĢ düzlemlerde (liflerde) maksimum değerini alırlar.

Nötr eksenin bir tarafında basınç, diğer tarafında çekme gerilmeleri oluĢur.

ġekil 7: Eğme esnasında elastik gerilim dağılımının Ģematik gösterimi.

Page 8: Eğme, Katlama Ve Çökertme Deneyleri Raporu

8

Çubuğun en dıĢ düzlemlerinin (liflerinin) koordinatı olan y, c harfi ile gösterildiğinde maksimum

gerilme Ģu Ģekilde yazılabilir:

Bu değer eğilme dayanımı veya kırılma modülü olarak tanımlanır. ( ⁄ ) oranına genellikle kesit

modülü veya karĢı koyma momenti adı verilip, (Z) harfi ile gösterilir. (I) eylemsizlik momenti ve (Z)

kesit modülü değerleri çubuk kesitinin geometrik Ģekline bağlıdır. Örneğin, dairesel kesitli veya

dikdörtgen kesitli bir çubuğun, simetri eksenine göre (I) eylemsizlik momenti ve (Z) kesit modülü Ģu

formüllerle hesaplanır:

⁄ ⁄

⁄ ⁄

Eğilme dayanımı veya kırılma modülü, cihazda okunan eğme kuvveti cinsinden ifade edilecek

olursa, aĢağıdaki formül yazılabilir:

σe: eğilme dayanımı veya kırılma modülü (kg/mm2),

L: mesnet merkezleri arasındaki açıklık (mm),

Z: kesit modülü (mm3),

Pmax: kırılma anında numuneye uygulanan kuvvet (kg).

Bu formülü dairesel ve dikdörtgen kesitli deney numunelerine uygulayacak olursak;

Dairesel kesitlilerde;

Dikdörtgen kesitlilerde;

yazılabilir.

K.M.: kırılma modülü veya eğilme dayanımı (kg/mm2),

D: numunenin çapı (mm),

B: numunenin geniĢliği (mm),

H: numunenin kalınlığı (mm).

Page 9: Eğme, Katlama Ve Çökertme Deneyleri Raporu

9

Özellikle dökme demir ve bazı plastik malzemeler gibi gevrek malzemelerde tayin edilen kırılma

modülünden uygulamada oldukça yararlanılmaktadır.

4.3. Elastisite Modülü (Εe)

Elastisite modülü (Εe), gerilmenin deformasyonla doğru orantılı olduğu bölgede (elastik bölgede), σe

eğme gerilmesinin onunla ilgili (Υ) eğilme miktarına iliĢkin (ε) deformasyon oranına bölünmesi ile elde

edilir.

(Υ) eğilme miktarına bağlı olarak (ε) deformasyon oranı aĢağıdaki formülle hesaplanır:

⁄ ( )

⁄ ( )

ε: elastik deformasyon oranı (mm/mm),

Y: eğilme miktarı (mm),

L: mesnet merkezleri arasındaki uzaklık (mm),

D: numune çapı (mm),

H: numune kalınlığı (mm).

Bu durumda elastisite modülü ⁄ bağıntısıyla hesaplandığında aĢağıdaki bağıntı bulunur:

⁄ ( )

⁄ ( )

ÇeĢitli kesitlerdeki numuneler için aĢağıdaki genel formül de kullanılabilir:

Buradaki (I), numunenin nötr eksene göre eylemsizlik momentidir.

Eğme deneyi esnasında, elastik bölgede aĢağıdaki bağıntı da mevcuttur:

M: eğme momenti,

I: nötr eksene göre eylemsizlik momenti,

E: elastisite modülü,

R: Numunenin eğilme esnasındaki eğrilik yarıçapıdır.

Page 10: Eğme, Katlama Ve Çökertme Deneyleri Raporu

10

B. ÇÖKERTME (ERICHSEN) DENEYĠ

1. GĠRĠġ

Malzeme Bilimi ve Mühendisliği Terimleri Sözlüğü’nde Erichsen deneyi için Ģu açıklamalar

yapılmıĢtır: Kenarlarından sıkılmıĢ, ortası serbest bir sac metal üzerine, ucu küresel koni Ģeklinde bir

bataç, yırtılana kadar bastırılarak yapılan bir kabartma deneyidir. Yırtılma sırasındaki milimetre

cinsinden girinti derinliği, metalin sünekliğinin bir ölçüsüdür. [2]

Metalik sac ve bantların plastik Ģekil değiĢtirme yeterliliğini tayin etmeye yarayan bir deneydir.

Erichsen çökertme değeri, belirli çapta küresel uçlu bir zımba yardımıyla deney numunesinin çökertilen

kısmının yırtılması anında milimetre olarak derinliğidir.

Erichsen çökertme deneyi özellikle soğuk dövme, derin çekme, soğuk haddeleme, soğuk ekstrüzyon,

sıvama gibi imalat (talaĢsız Ģekillendirme) iĢlerinde kullanılan sac ve bantlarda arzu edilen bir deneydir.

1.1. Soğuk Dövme

Soğuk dövme ya da soğuk Ģekillendirme malzemenin bir kalıp içerisine sıkıĢtırılarak, kalıbın Ģeklini

almasının sağlandığı soğuk sıkıĢtırma türüdür.

1.2. Derin Çekme

Derinlikleri çaplarından büyük kapların ya da parçaların, sac malzemeyi kalıplar içinde zorlayarak,

genellikle malzeme kesitini belirgin derecede inceltmeden Ģekillendirilmesi iĢlemidir. [2]

1.3. Soğuk Haddeleme

Soğuk haddeleme; yarı mamul olarak üretilen çeliğin, soğuk olarak nitelik kazandırıldığı ve/veya

makas hatlarında istenilen ölçülerde kesilip paketlenerek müĢteriye hazır hale getirilme iĢlemidir.

1.4. Soğuk Ekstrüzyon

Bu imalat yöntemi genellikle hafif metaller (Al, Cu, Mg gibi) için uygulanır. Metal bir takoz bir alıcı

kovan içine konur; bir ıstampa vasıtasıyla metal takoza baskı yapılır. Metal takoz, zorla matris adını

verdiğimiz kalıp içerisinden geçirilir. Böylece ekstrüzyon yoluyla imalat gerçekleĢmiĢ olur. Oda

sıcaklığında gerçekleĢen ekstrüzyon soğuk ekstrüzyondur.

1.5. Sıvama

Eksenel simetrik bir parçanın, dönen bir takım veya merdane kullanılarak dönen bir mandrel

üzerinde yavaĢ yavaĢ Ģekillendirildiği, metal Ģekillendirme yöntemidir.

Page 11: Eğme, Katlama Ve Çökertme Deneyleri Raporu

11

Sacın yönlenmiĢ özelliklerinin bir sonucu olarak, çekme sonucunda parça üst kenarında meydana

gelen çıkıntı ve dalgalanmalara kulaklanma adı verilir. [2]

2. DENEY CĠHAZI

Çökertme deney cihazı genel olarak, numuneyi tespit etmek için tutucu bir çember ve kalıp ile

numuneyi kalıbın içine doğru zorlayan bilya veya küresel uçlu bir zımbadan ibarettir.

Deney cihazları, numunede kırılmanın baĢladığı anı kolayca ve doğru olarak tayine imkân

vermelidir. Bu maksatla, numunenin kırılmaya baĢlaması anında çökertilen kısmın en büyük derinliğini

ölçmeye imkân veren gösterge mevcuttur. Göstergede, çökertilen kısmın derinliği 0,1 milimetre

aralıklarla ölçülebilmektedir. Ayrıca, numunenin kırılma kuvveti ile deneye baĢlamadan evvel numuneyi

sıkıĢtırma kuvvetini ölçmeye yarayan göstergeler de mevcut olmalıdır.

Deney cihazında kalıp, tutucu çember ve küresel uçlu zımba yeteri sağlamlıkta yapılmalı ve deney

esnasında, sonuçlara etki edecek Ģekilde biçim değiĢimine uğramamalıdır.

3. NUMUNELER

Deneyde kullanılacak numuneler düzgün, kıvrıntısız olmalıdır. Normal Ģartlarda numuneler üç deney

yapmak üzere hazırlanır. Deneyden önce numunenin, düzeltmek amacıyla sıcak veya soğuk iĢleme tabi

tutulması gerekir. Numune kenarlarında çapak gibi hataların bulunmaması gerekir.

ġekil 8: Sac ve bantların çökertme deneyinde kullanılan cihazın ana parçaları ve numunenin görünüĢü.

Page 12: Eğme, Katlama Ve Çökertme Deneyleri Raporu

12

DENEYĠN YAPILIġI:

1) Eğme deneyine tabi tutulacak numunenin boyutları kumpas kullanılarak ölçüldü. Numunenin

kalınlığı 8,22 milimetre; geniĢliği 23,22 milimetre; uzunluğu 108,58 milimetre olarak belirlendi.

2) Mesnetler arası uzaklık herhangi bir standart verilmediğinden, ⁄ formülü

kullanılarak, mesnetler arası uzaklık belirlendi. Mandrel çapı 10 milimetre olarak bilindiğinden,

( ) ⁄ eĢitliğinden L değerinin, 30 ilâ 38 milimetre aralığında olması

gerektiği saptandı ve 34 milimetre olarak alındı.

3) Mesnetler arası uzaklık 34 milimetre olarak ayarlandıktan sonra mandrel numunenin tam orta

kısmına gelecek Ģekilde numune yerleĢtirildi.

4) Yükün yüklenme hızı 5 mm/dk olarak belirlendi.

5) Mandrel numuneye değdiği anda yük değeri arttı ve yükleme durdurulup eğilme miktarı ve yük

değerleri sıfırlandıktan sonra yükleme tekrar baĢlatıldı.

6) Yük 5 mm/dk hızla malzemeye doğru ilerlerken, yük miktarının arttığı gözlemlendi ve malzeme

çatladığı andaki maksimum yük (Pmax) değeri 40,02 kN ve eğilme miktarı (Y) 13,23 milimetre

olarak belirlendi.

7) Deney sonuçlarından elde edilen verilerle deney numunesinin kantitatif deney sonuçları

hesaplandı. Bu hesaplamalar Ġstenenler bölümünde verilmiĢtir.

ĠSTENENLER:

1) Eylemsizlik momenti (I) hesabı, dikdörtgen kesitli numunelerde Ģu formülle yapılmaktadır:

Buradaki B, numunenin geniĢliği; H ise, numunenin kalınlığını ifade eder. Gerekli veriler yerine

konulursa eğer;

( ) [ ( )]

( )

2) Eğilme dayanımı (σe) hesabı, dikdörtgen kesitli numunelerde Ģu formülle yapılmaktadır:

Buradaki P, numunenin kırıldığı andaki maksimum yük; L, mesnetler arası uzaklık; B,

numunenin geniĢliği; H ise, numunenin kalınlığını ifade eder. Gerekli veriler yerine konulursa

eğer;

Page 13: Eğme, Katlama Ve Çökertme Deneyleri Raporu

13

( ) ( )

( ) [ ( )]

( )⁄

Eğme momenti (Me) ise, Ģu formülle bulunabilir:

Buradaki P, numunenin kırıldığı andaki maksimum yük; L, mesnetler arası uzaklıktır. Gerekli

veriler yerine konulursa eğer;

( ) ( )

( )

3) Elastisite modülü (Ee) hesabı, dikdörtgen kesitli numunelerde Ģu formülle yapılmaktadır:

Buradaki P, numunenin kırıldığı andaki maksimum yük; L, mesnetler arası uzaklık; Y, eğilme

miktarı; B, numunenin geniĢliği; H ise, numunenin kalınlığını ifade eder. Gerekli veriler yerine

konulursa eğer;

( ) [ ( )]

( ) ( ) [ ( )]

⁄ ⁄

4) Cihazdaki yük ibresinin önce artıp, daha sonra azalmasını Ģu Ģekilde açıklayabiliriz: Cihaz

üzerindeki analog göstergede kuvvet (kN), iĢlem ilerledikçe artmaya baĢlar. Ancak ibre bir

noktadan sonra sabit kalır. Bunun anlamı yırtılma baĢlaması için gerekli maksimum kuvvetin

uygulandığıdır. Daha sonra bu ibre, düĢmeye baĢlayacaktır. DüĢmeye baĢlamadan önce yükün

kaldırılması gerekir. Genel olarak numunenin yırtılma durumunun baĢlaması ile karĢı koyduğu

basma kuvvetlerinde bir düĢme olur ve ibre bu yüzden düĢmeye baĢlar. Numunede çökertme

deneyi sırasında, maksimum yükten sonra yırtılacak bölgede incelme meydana gelir ve bu

bölgenin alanı daraldığından, taĢıdığı yük miktarı azalacaktır. Eğer yük ibresi düĢmeye baĢlarsa,

numunede hasar oluĢtuğunun göstergesidir. Malzeme tamamen yırtılmadan, çatlak ilerlemesi

evresinde yükün kaldırılması gerekir.

Page 14: Eğme, Katlama Ve Çökertme Deneyleri Raporu

14

SONUÇ VE YORUM:

Malzemenin eğilme miktarı (Y) yorumlanacak olursa, herhangi bir malzemenin eğilme miktarı fazla

ise, o malzemenin sünek olduğu sonucuna varılabilir. Çünkü gevrek malzemelerde eğilme miktarı

artmadan, kırılma meydana gelir. Malzemenin eğilme açısını değerlendirecek olursak, deney yaptığımız

numunede eğilme açısı 75,5° iken çatlak oluĢumu gözlenmedi. Eğer yük uygulanmaya devam etseydi,

numunede, daha yüksek gerilme değerlerinde de çatlak gözlemlenmeyecekti. Bu durumda ise

malzemenin sünek olduğu kanısına varılabilirdi.

Numunenin 75,5°’lik açıda çatlak oluĢturduğu kabul edilerek hesaplanan kantitatif deney

sonuçlarından elastisite modülü (Ee), [ ⁄ ] olarak bulunmuĢtu. Bu değeri göz önüne alarak

numunenin hangi malzemeden olduğunu, çeĢitli mühendislik malzemelerin oda sıcaklığındaki elastiklik

modülü değerleri tablosuna bakarak tahmin etmeye çalıĢırsak, elde edilen (Ee) değerinin polimer bir

malzemeye ait olduğu bulunmuĢtur. Epoksi, naylon, PBT, PC, Polyester malzemelere ait elastisite

modülü değerleri [ ⁄ ] değerine eĢit olabilmektedir. Ancak numunede uygulanan

maksimum yükte çatlak oluĢumu gözlemlenmediğinden, numunenin sahip olması gereken (Ee) değerinin

daha yüksek olması beklenir. Bu nedenle numune polimerden daha yüksek (Ee) değerlerine sahip olan

alüminyum alaĢımı, dökme demir veya bakır alaĢımı olabilir. [3]

KAYNAKLAR:

[1] KAYALI, E. SABRĠ, Metalik Malzemelerin Mekanik Deneyleri, 2. baskı, ĠTÜ Kimya-Metalurji

Fakültesi Ofset Atölyesi, Ġstanbul, Türkiye, 1990, s. 83-99.

[2] KINIKOĞLU, NĠHAT G., Malzeme Bilimi ve Mühendisliği Terimleri Sözlüğü, 1. baskı, Türk

Dil Kurumu Yayınları, Ankara, Türkiye, 2013.

[3] CALLISTER, WILLIAM D., Malzeme Bilimi ve Mühendisliği, 8. baskıdan çeviri, Nobel,

Ankara, Türkiye, 2013, s. 892-895.

HAZIRLAYANLAR:

Iraz Begüm DEMĠR

2011512016

Müjde GARĠP

2011512024

Remzi GÖMEK

2011512025

Öncü KAMĠLOĞLU

2011512031