20.9 :  Plastik Deformasyonlar

Bükülme gerilimi malzemenin akma dayanımını aştığında yapısal elemanların plastik deformasyon altında nasıl davrandığını anlamak önemlidir. Bu deformasyon durumu, akmadan önce gözlemlenen doğrusal elastik davranışın aksine, elemanın şeklini kalıcı olarak değiştirir. Elemanın herhangi bir noktasındaki gerinim maksimum gerinim cinsinden ifade edilir. Özellikle elastik bükülme sırasında ağırlık merkezi ile çakışan nötr eksen, plastik koşullar altında ağırlık merkezinden uzaklaşır.

Nötr eksenin bu değiştirilmiş durumda konumlandırılması, eksenin varsayılan konumunun gerilim dağılım eğrisi stabil hale gelinceye kadar ayarlandığı yinelemeli bir yöntemi içerir. Bu süreç özellikle dikey ve yatay düzlemler etrafında simetrik olan, bu eksenler boyunca aynı gerilim-gerinim tepkilerine sahip olan ve nötr eksenin yatay simetri düzlemi ile hizalanmasına izin veren elemanlarda basittir.

Bu tür simetrik elemanların gerilim dağılımı, nötr eksenden uzaklığın bir fonksiyonu olarak maksimum gerilim değerleri kullanılarak haritalanabilir. Deneyler nihai bükülme momentini, yani bir elemanın hasar görmeden önce dayanabileceği maksimum momenti belirler. Bu moment, elemanın hasar gördüğü bükülme momenti olan M_u ile orantılı olan kopma modülü R_u ile ilişkilidir. M_u, malzemenin bükülme gerilmeleri altındaki nihai direncini temsil eden kritik bir değerdir. Bu ilkeleri anlamak, yıkıcı bir arıza olmadan daha yüksek yüklere dayanabilecek yapıların tasarlanmasına olanak tanıyarak güvenliği ve verimliliği artırır.