18.8 : Yorgunluk

Yorulma, malzemelerin statik kopma mukavemetlerinin çok altındaki gerilim seviyelerinde bile tekrarlanan veya dalgalanan yükler altında kopması durumunda meydana gelir. Bu durum genellikle sünek malzemelerde bile gevrek kırılmaya neden olur. Tekrarlanan veya değişen yüklere maruz kalan makinelerin ve yapısal bileşenlerin tasarımında kritik bir husustur. Bu yüklerin doğası, titreşimlere neden olan dengesiz pompa çarkları gibi dalgalanan yüklerden ince bir çelik çubuk telin aynı yerde tekrar tekrar ileri geri bükülmesine kadar değişebilir ve bu da yorulma arızasına yol açabilir.

Bir numunenin bozulmasına neden olmak için gereken yükleme döngüsü sayısı, herhangi bir maksimum gerilim seviyesi için deneysel olarak belirlenebilir. Yükleme döngüsü sayısı eğrisine karşı strese yol açarak malzemenin yorulma özelliklerine ilişkin önemli bilgiler sağlar. Örneğin, çelik için tipik gerilim ve yükleme döngüsü sayısı eğrisi, yüksek gerilimli uygulamaların kopmaya neden olmak için daha az döngü gerektirdiğini gösterir. Yine de maksimum stres azaldıkça kopma için gereken döngü sayısı dayanıklılık sınırına ulaşana kadar artar. Yorulma hasarının genellikle mikroskobik bir çatlak veya kusurla başladığını ve malzeme artık maksimum yükü taşıyamayacak hale gelinceye kadar ilerlediğini unutmamak çok önemlidir. İşlenmiş ve parlatılmış numuneler, haddelenmiş, dövülmüş veya korozyona uğramış bileşenlere göre daha yüksek bir dayanıklılık sınırına sahip olma eğilimindedir.