20.12 : Bükülmede Artık Gerilmeler

Bükülme momentlerine maruz kalan elastoplastik elemanların incelenmesinde, yükleme ve boşaltma aşamalarının anlaşılması, malzeme davranışının ve yapısal bütünlüğün değerlendirilmesi açısından çok önemlidir. Yükleme aşamasında, bükülme momenti arttıkça malzeme başlangıçta elastik olarak tepki verir ve stresin gerinim ile doğru orantılı olduğu Hooke Yasasına uyar. Yük akma dayanımını aştığında plastik deformasyon meydana gelir ve bunun sonucunda kalıcı gerinim ve yük kaldırıldıktan sonra bile deformasyon devam eder.

Bükülme momentinin sıfıra düşmesi ile boşaltma aşaması başlar. Tamamen elastik malzemelerin aksine, boşaltma sırasında elastoplastik bir elemandaki gerilim, orijinal yükleme yolunu izlemez, bunun yerine yeni, doğrusal bir yol izler. Bu değişiklik, yükleme sırasında oluşan geri dönüşü olmayan plastik şekil değiştirmeler nedeniyle devam eden artık gerilimlerin varlığını gösterir.Bu artık gerilimler, elastoplastik yükleme aşamasından gelen gerilimleri elastik boşaltma aşamasından gelen gerilimlerle birleştiren süperpozisyon ilkesi kullanılarak hesaplanır.

Boşaltma sırasında gerilim-gerinim ilişkisi tekrar doğrusal hale gelir ve elastik eğilme formüllerinin kullanılmasına olanak tanır. Artık gerilimler tekrarlanan yükler altında yapısal davranışı etkileyebileceğinden ve potansiyel olarak beklenmeyen arızalara yol açabileceğinden, bu aşama mühendislik uygulamaları için kritik öneme sahiptir. Bu dinamikleri anlamak, karmaşık yükleme senaryolarından kaynaklanan gerilimleri doğru bir şekilde tahmin edip yöneterek daha güvenli, daha güvenilir yapıların tasarlanmasını sağlar.