HARRAN ÜNİVERSİTESİ MÜHENDİSLİK FAKÜLTESİ

MAKİNA MÜHENDİSLİĞİ BÖLÜMÜ

 

Dersin Adı

Kodu

Yarıyılı

T+U

Kredisi

AKTS

Kırılma Mekaniğine Giriş

 

Güz-Bahar

3+0

3

4

 

Ön koşul Dersler

 

 

Dersin Dili

Türkçe

Dersin Türü

Teknik Seçmeli

Dersin Koordinatörü

 

Dersi Veren

 

Dersin Yardımcıları

 

Dersin Amacı

Bu dersin genel amacı; öğrencilere kırılma mekaniği problemlerinin matematiksel ve fiziksel teknikleri kullanarak problemlerin formülasyonu ve çözümü hakkında teorik bilgiler vermektir.

Dersin Öğrenme Çıktıları

Bu dersin sonunda öğrenci;

1.      Kırılma mekaniği konusunda temel kavramların öğrenilmesi (kırılma ve malzemede hasar, kırılma türleri, ideal kırılma gibi),

2.      Lineer Elastik Kırılma Mekaniği (LEKM), ve Lineer Plastik Kırılma Mekaniği (LPKM) kavramların mühendislik problemlerini matematik, fizik ve mühendislik bilgilerini kullanarak formüle edebilmek,

3.      Çatlaklar, çentikler ve delikler gibi gerilme yoğunluğunu arttıran hataları inceleyerek gerçek problemlere çözümler aramak,

4.      Ödev ve proje sunumları ile öğrencilerin etkili iletişim becerilerinin arttırılması sağlanacak.

 

Dersin İçeriği

Bu ders kapsamında, kırılma mekaniğinin tanımı, lineer elastik ve lineer plastik kırılma olayı, gerilme-şekil değiştirme arasındaki ilişkisi, kırılma tokluğu ve rijitlik düşümü gibi konular verilecektir.

 

Haftalar

Konular

1

Giriş: tarihçe, temel kavramlar ve denklemler, mohr dairesi, hasar mekanizması tanımı,

2

Lineer elastik kırılma mekaniği: elastik gerilme alanı, gerilme ve şekil değiştirme arasındaki ilişkiler,

3

Enerji dengesi: Griffith gevrek kırılma teorisi, enerji dengesi yaklaşımı, Griffith teorisine Irwin'in yaptığı değişiklik,

4

Çatlak ucu plastik bölgesi: plastik bölge boyutu, plastik bölgenin şekli, numune kalınlığı boyunca plastik bölge boyutu ve sekli,

5

Lineer elastik kırılma mekaniğinin (LEKM) matematiksel modellenmesi: düzlem elastisite, kartezyen ve polar koordinatlar, çatlak büyüme kararsızlık analizi,

6

LEKM'nin Matematiksel Modellenmesi: çatlak ucu gerilme analizi, genel düzlemsel yükleme,Westergaard gerilme fonksiyonu,

7

Ara sınav,

8

Elastik-Plastik Kırılma Mekaniği (EPKM): J İntegrali, çatlak ucu açılması,

9

Lineer Plastik Kırılma Mekaniğinin (LPKM) matematiksel modellenmesi: akma modeliyle çatlak ucu açılma miktarının belirlenmesi,

10

EPKM'nin Matematiksel Modellenmesi: J İntegrali, doğrusal olmayan enerji açığa çıkma hızı, tekillik fonksiyonu,

11

Kırılma tokluğu standart test metodu, numune boyutları, numunelerin ön hazırlığı, yük-açılma kaydının analizi, KIc'nin saptanması,

12

Yorulma hasarı: Gerilme-Ömür, Sekil değiştirme-Ömür yaklaşımları,

13

Yorulma çatlağı ilerlemesi, çatlak ucu plastik bölgesi,

14

Kırılma mekaniğinin mühendislik yapılarına uygulanması.

 

 

 

Genel Yeterlilikler

1.      Kişi, kırılma mekaniği konusundaki temel kavramları öğrenecek,

2.      Kişi, matematiksel ve fiziksel teknikleri kullanarak teorik çözüm yapabilme becerisi kazanacak,

3.      Ödev ve proje hazırlayarak öğrencilerin etkili iletişim becerilerinin arttırılması sağlanacaktır.

 

 

Kaynaklar

Ders kitabı

 

T. L. Anderson, Fracture Mechanics: Fundamentals and Applications, CRC Press, 0849342600, ABD, 1995.

 

Yardımcı Kitap

 

Agah Uğuz, Kırılma Mekaniğine Giriş, Uludağ Üniversitesi Basımevi, 9755640460, Türkiye, 1996.

 

 

Değerlendirme Sistemi

Arasınav:

Final:

Proje:

Ödev: