Kırılma ve Yorulma Teorisi (Theory of Fracture and Fatigue) Prof Dr Halit Süleyman Türkmen & Dr Kadir Günaydın 04.10.2021 Organizasyon Prof Dr Halit Süleyman Türkmen halit@itu.edu.tr Dr Kadir Günaydın gunaydinka@itu.edu.tr https://www.thomasnet.com/insights/metal-fatigue-testing-101/ Dersin İçeriği Bu ders mühendislikte kırılma mekaniği ve yorulmanın temel konularını kapsar ve uçak ve uzay uygulamalarında yapısal komponentlerdeki dayanıklılık süresi ve kırılma mekanizmalarının tahmini üzerine çalışmaları içermektedir. Bu kapsamda ders içeriği yapıdaki kusurların kırılmayı doğurduğu durumları ve yükleme koşullarını, çatlak gelişmi ve kırılma mekaniği incelenmesini, lineer elastik ve elastik- Boeing 737-200 Aloha 243 Uçuşu plastik kırılma mekaniğinin incelenmesini (LEFM ve EPFM), düşük devir yorulma (LCF) ve yüksek devir yorulma analizlerini (HCF) gibi konuları içermektedir. https://www.thomasnet.com/insights/metal-fatigue-testing-101/ Dersin Amacı Bu dersin amacı, öğrencilere: Çatlak oluşumu ve gelişim mekanizmalarının farklı mühendislik malzemelerinde anlaşılması Mühendislik malzemeleri için kırılma davranışının tahmini ve kırılma mekanizmasının incelenmesi Yorulma hasarının anlaşılması ve analizi Yükleme durumları, düşük devirli ve yüksek devirli yorulma davranışının incelenmesi Çok eksenli yorulma yüklemelerinin anlaşılması https://reliabilityweb.com/articles/entry/the-keys-to-solving-fatigue-thesilent-killer https://www.thomasnet.com/insights/metal-fatigue-testing-101/ Dersin Amacı Hafta Konular 1 2 3 Gerilme ve gerinme durumu Malzeme özelliklerinin tanımlanması: malzemelerin elastik ve plastik davranışlarının incelenmesi Kırılma mekaniğine giriş: çatlak oluşumu ve ilerlemesinin çeşitli mühendislik uygulamalarında incelenmesi 4 5 6 9 Lineer elastik kırılma mekaniği (LEFM), elastik plastik kırılma mekaniği, çatlak ucu plastisitesi, R eğrisi ve kırılma tokluğu Kırılma yüzeylerinin analizi Yorulma davranışının metal ve kompozitlerde incelenmesi: yorulma hasarı ve tekrar sayısının analizi Yorulma ömrünün belirlenmesi: gerilme konsantrasyon analizi, gerilme arttıran faktörlerin yorulma ömrüne etkisinin incelenmesi-1 Yorulma ömrünün belirlenmesi: gerilme konsantrasyon analizi, gerilme arttıran faktörlerin yorulma ömrüne etkisinin incelenmesi-2 Tekrarlı yükler altında yorulmanın davranışının incelenmesi 10 Ortalama gerilimin malzemelerin yorulma davranışına etkisinin tartışılması 11 12 13 14 Çok eksenli yorulma durumu: yorulma çatlağının oluşumu, ilerlemesi ve kırılma Tekrarlı yüklere maruz kalan malzemelerin seçim kriterlerinin belirlenmesi ve incelenmesi Özetleme ve olay-örnek incelemesi Özetleme ve olay-örnek incelemesi 7 8 Ders Çıktıları I. Malzeme özelliklerinin belirlenmesi ve gerilme-gerinme durumları II. Çatlak oluşumu ve ilerleme mekanizmalarının anlaşılması III. Lineer elastik ve elastik-plastik kırılma mekaniği IV. Metal ve kompozitlerde kırılma mekaniğinin anlaşılması V. Yorulma hasarının analizi ve yorulma dayanımı belirlenmesi VI. Yükleme koşulları ve düşük ve yüksek devirli yorulma davranışının anlaşılması VII. Çok eksenli yorulma yüklemesi ve analizi VIII. Tekrarlı yüklere maruz kalınan koşullarda malzeme seçimi çalışmalarının yapılabilme https://www.boatdesign.net/threads/metal-fatigue-on-qantasjet.23495/ https://www.thomasnet.com/insights/metal-fatigue-testing-101/ Kaynaklar 1. Fatigue of Materials , S. Suresh, Publisher: Cambridge University, ISBN: 0-521-36510-4 2. Fatigue of Metallic Materials, M. Klesnil and P. Lukas, Publisher: Elsevier scientific Publishing ISBN: 0444-99762-8 3. Fatigue Damage, Crack Initiation, Crack Growth and Life Prediction, F. Ellyin Publisher: Chapman & Hall, ISBN: 0-412-59600-8 4. Ductile Fracture of Metals, P. F. Thompson, Publisher: Pergomon Press 5. Fatigue Crack Measurement: Techniques and Applications, K. J. Marsh, R. A. Smith and R. O. Ritchie Publisher: Engineering Materials Advisory Services ISBN: 0-947817-38-7 -4 Sınav/Ödev/Proje Yıl İçi Sınavları 1 Değerlendirmedeki Katkısı, % %20 Ödevler 2 %20 Projeler 1 %20 Final Sınavı (Final Exam) 1 %40 Faaliyetler Adedi