Yorulma - Vikipedi

Yorulma; malzeme biliminde bir malzemenin devirli olarak sürekli yüklemeye uğraması sonucu ilerlemeli ve yerel yapısal hasara uğramasıdır. Malzeme dereceli olarak arttırılan yükler altında denenip belirli bir sınırdaki gerilime geldiğinde kopmaktadır. Bu şekilde denenerek bulunan değere malzemenin statik dayanımı denir. Ancak aynı malzeme eğer geçmişte sürekli gerilmelere uğramışsa, kopma değeri bu statik dayanım değerinden daha düşük bir değerde olacaktır. Bunun nedeni malzemenin yorulmasıdır.

Yorulma, bir malzeme sürekli yükleme ve boşaltmaya maruz kaldığında gerçekleşir. Eğer yüklemeler belirli bir düzeyin üzerindeyse, malzemenin yüzeyinde mikroskobik çatlaklar oluşmaya başlayacaktır. Zamanla bu çatlak kritik bir büyüklüğe ulaşacak ve yapıda çatlama gerçekleşecektir. Yapının şekli yorulma süresini önemli bir ölçüde etkilemektedir. Kare delikler veya keskin köşeler genellikle daha yüksek yorulmaya neden olurlar. Bu nedenle yuvarlak delikler ve yumuşak geçişler genellikle yorulmaya karşı alınan önlemlerdir.

Özellikle metalik malzemelerin göçmesinin en önde gelen nedenlerinden biri yorulmadır. Yorulma kopmasına uğrayan parçalar olarak miller bağlantı çubukları ve dişliler gibi hareketli parçalar gösterilebilir. Makinelerdeki kopmaların yaklaşık %80'inin yorulma kopmalarından kaynaklandığı düşünülmektedir. Bu tür hasarlar polimer ve seramik malzemelerde de ortaya çıkabilmektedir.

Yorulma olayı üç aşamada değerlendirilebilir:

Çatlak başlangıcı genellikle yüksek gerilmelerin yığıldığı ya da hatalı üretim sonucu kristalleşmiş bölgelerde oluşur.^[1]

Çatlak genellikle yüzeyden başlar ve kayarak orta kısımlara iletilir. Eğer malzeme içinde küçük çatlaklar varsa, yüzeydeki çatlaklar ilerlerken buralardan geçerek daha hızlanırlar. Uygulanan gerilme çatlağın ilerlemesi için yeterli değilse malzeme yorulmaz. Gerilme çatlağın ilerlemesini sağlayacak kadar büyük ise çatlak gevşek yerlerden ilerler. Böylece yıpranma yavaş yavaş tüm keside yayılır. Dışarıdan fark edilebilecek şekilde uzama veya büyüme görülmez.^[1]

Yıpranma nedeniyle ayrışma yeterli derecede ilerledikten sonra kesidin geri kalan kısmı yükü taşıyamaz hale gelir ve malzeme aniden kopar.^[1]

Yorulma olayı dışarıdan gözlemlenebilecek bir şekilde önemli bir şekil değişimi yapmadığından ve uyarı vermeden elastik limitin altındaki gerilmelerde malzemenin ani olarak göçmesi nedeniyle tehlikelidir. Bu tip gevrek kırılma olaylarına çelik köprülerde, kötü yolda giden arabalarda, uçak kanatlarında rastlanabilir. Bu nedenle çok sıkı önlem alınmalıdır.^[1] 10 Ocak 1954 tarihinde De Havilland Comet model uçak Roma-Londra seferini yaparken kalkıştan 20 dakika sonra metal yorgunluğu sebebiyle gövdesi parçalanmıştır.

• Malzeme bilimi