Mukavemet

Mukavemet, cisimlerin çeşitli dış etkiler ve bu dış etkilerin neden olduğu iç kuvvetler karşısında gösterecekleri davranış biçimini inceleyen bilim dalıdır. Mekanik biliminin bir alt kolu olan mukavemet bilimi rijit olmayan (şekil değiştirebilen) cisimlerin mekaniği olarak da tanımlanabilir. Rijit cisimler mekaniği, cisimlerin üzerlerine etkiyen dış tesirler ile şekillerini değiştirmediğini kabul ederken, rijit olmayan cisimler mekaniği şekil değiştirmeleri de gözönüne alır. Teori, yapının bir ya da iki boyutlu öğelerinin incelenip, sonra bunların gerilim düzeylerinin iki boyutlu ve üç boyutlu olarak varsayılıp üç boyuta genelleştirilmesi ve maddelerin elastik ve plastik davranışları hakkında daha tam bir teori geliştirilmesiyle başlamıştır. Maddelerin mekaniğinin önemli kurucu ve öncülerinden biri Stephen Timoshenko’dur. ⓘ

Ortak basınç altında bir boşluğun etrafında dahili kuvvet çizgileri yoğunlaşır ⓘ

Cisimlerin mukavemeti üzerine çalışma sıklıkla; kiriş, sütun, mil gibi yapısal öğelerdeki gerilim ve zorlamaları hesaplamak için çeşitli yöntemlerden yararlanır. Kullanılan modeller; uzunluk, genişlik, kalınlık makroskobik (geometrik) özellikleri yanında; akma dayanımı, maksimum mukavemet, Young Katsayısı, Poisson Oranı gibi özellikleri de dikkate alarak, bir yapının yüklenmeye verdiği tepkiyi ve bozulmaya karşı hassaslığını öngörmeye çalışır. ⓘ

Mukavemet bilimi birçok mühendislik dalının temel konularındandır. Uygulamada; İnşaat, makine, maden, gemi inşaat, havacılık mühendisliği gibi alanlarda yaygın olarak kullanılır. Bir bina kolonunun, uçak kanadının, makine dişlisinin veya bir maden galerisinin maruz kalacakları tesirlere dayanabilecek şekilde tasarlanması mukavemet biliminin uygulamalarına örnek olarak verilebilir. ⓘ

Tanım

Malzeme mekaniğinde, bir malzemenin mukavemeti, uygulanan bir yüke arıza veya plastik deformasyon olmaksızın dayanma kabiliyetidir. Malzemelerin mukavemeti alanı, bir malzemeye etki etmelerinden kaynaklanan kuvvetler ve deformasyonlarla ilgilenir. Mekanik bir elemana uygulanan bir yük, bu kuvvetler birim bazında ifade edildiğinde, eleman içinde gerilme adı verilen iç kuvvetlere neden olacaktır. Malzeme üzerine etki eden gerilmeler, malzemenin tamamen kırılması da dahil olmak üzere çeşitli şekillerde deformasyonuna neden olur. Bu deformasyonlar da birim bazında ifade edildiğinde malzemenin deformasyonu gerinim olarak adlandırılır. ⓘ

Mekanik bir elemanın yük kapasitesini değerlendirmek için bu eleman içinde oluşan gerilme ve gerinimler hesaplanmalıdır. Bu, elemanın geometrisinin, kısıtlamalarının, elemana uygulanan yüklerin ve elemanın oluştuğu malzemenin özelliklerinin tam bir tanımını gerektirir. Uygulanan yükler eksenel (çekme veya basma) veya dönel (mukavemet kesme) olabilir. Yüklemenin ve elemanın geometrisinin tam bir tanımıyla, eleman içindeki herhangi bir noktadaki gerilme ve şekil değiştirme durumu hesaplanabilir. Eleman içindeki gerilme ve gerinim durumu bilindiğinde, bu elemanın mukavemeti (yük taşıma kapasitesi), deformasyonları (sertlik nitelikleri) ve stabilitesi (orijinal konfigürasyonunu koruma yeteneği) hesaplanabilir. ⓘ

Hesaplanan gerilmeler daha sonra malzemenin akma veya nihai mukavemeti gibi üyenin mukavemetinin bazı ölçüleriyle karşılaştırılabilir. Üyenin hesaplanan sapması, üyenin kullanımına dayanan sapma kriterleriyle karşılaştırılabilir. Üyenin hesaplanan burkulma yükü uygulanan yük ile karşılaştırılabilir. Üyenin hesaplanan sertliği ve kütle dağılımı, üyenin dinamik tepkisini hesaplamak için kullanılabilir ve daha sonra kullanılacağı akustik ortamla karşılaştırılabilir. ⓘ

Malzeme mukavemeti, mühendislik gerilme-gerinim eğrisinde (akma gerilmesi) malzemenin yükün kaldırılmasıyla tamamen tersine dönmeyecek deformasyonlar yaşadığı ve sonuç olarak üyenin kalıcı bir sapmaya sahip olacağı noktayı ifade eder. Malzemenin nihai dayanımı, ulaşılan maksimum gerilme değerini ifade eder. Kırılma mukavemeti, kırılma anındaki gerilme değeridir (kaydedilen son gerilme değeri). ⓘ

Madde biliminde, cismin mukavemeti, uygulanan yüke bozulmadan direnebilme yetisidir. Cisimlerin mukavemeti alanı, kuvvetlerle ve onların maddeler üzerinde yarattığı bozulmalarla ilgilenir. Bir mekanik öğeye yüklenen yük, kuvvetler birim temelinde ele alındığında, öğenin içinde gerilim kuvveti denen bir iç kuvvetin oluşmasına sebep olur. Cisimdeki gerilimler çeşitli şekillerde deformasyona sebep olur. Cisimdeki deformasyon, yine deformasyon birim temelinde ele alındığında, zorlanma olarak tanımlanır. Uygulanan yükler aksiyal (germe ya da sıkıştırma) ya da makaslama (shear) şeklinde olabilir. Bir mekanik öğenin yükleme kapasitesini bulmak için, o öğedeki gerilim ve zorlanmalar hesaplanmalıdır. Bu, öğenin geometrisinin, öğeye uygulanan yüklerin ve öğenin yapıldığı malzemenin özelliklerinin tam bilgisini gerektirir. Yükün ve öğenin geometrisinin tam bilgisiyle, öğenin herhangi bir noktasındaki gerilim düzeyi ve zorlanma düzeyi hesaplanabilir. Gerilim düzeyi ve zorlanma düzeyi bilindikten sonra, öğenin mukavemeti (yük taşıma kapasitesi), sertliği, deformasyonları, kararlılığı (orijinal halini koruma yetisi) hesaplanabilir. Hesaplanan gerilimler, öğenin akma dayanımı, maksimum mukavemet gibi mukavemet ölçüleriyle karşılaştırılabilir. Bunun sonucunda ortaya çıkan sapma, öğenin kullanım amacına bağlı sapma kriteriyle karşılaştırılabilir. Öğenin hesaplanan bükülme yüklemesi, uygulanan yükle karşılaştırılabilir. Öğenin hesaplanan sertliği ve kütle dağılımı, öğenin dinamik tepkisini hesaplamakta kullanılabilir ve bu, kullanılacak akustik çevreyle karşılaştırılabilir. ⓘ

Yükleme türleri

• Enine yüklemeler - Bir elemanın boylamasına eksenine dik olarak uygulanan kuvvetler. Enine yükleme, elemanın eğriliğindeki değişime eşlik eden iç çekme ve basınç gerilmeleri ile elemanın orijinal konumundan bükülmesine ve sapmasına neden olur. Enine yükleme ayrıca malzemenin kayma deformasyonuna neden olan ve elemanın enine sapmasını artıran kesme kuvvetlerine neden olur.
• Eksenel yükleme - Uygulanan kuvvetler elemanın uzunlamasına ekseni ile aynı doğrultudadır. Kuvvetler elemanın uzamasına ya da kısalmasına neden olur.
• Burulma yüklemesi - Paralel düzlemlere etki eden bir çift harici olarak uygulanan eşit ve zıt yönlü kuvvet çiftinin veya bir ucu dönmeye karşı sabitlenmiş bir elemana uygulanan tek bir harici çiftin neden olduğu burulma hareketi. ⓘ

Gerilme terimleri

Bir malzeme a) sıkıştırma, b) çekme, c) kesme ile yüklenir. ⓘ

Tek eksenli gerilme şu şekilde ifade edilir

$\sigma ={\frac {F}{A}}$

Burada F, bir A alanına [m²] etki eden kuvvettir [N]. Alan, mühendislik gerilmesinin mi yoksa gerçek gerilmenin mi söz konusu olduğuna bağlı olarak deforme olmamış alan veya deforme olmuş alan olabilir. ⓘ

• Basma gerilmesi (veya sıkıştırma), uygulanan yükün ekseni boyunca malzemenin (sıkıştırma elemanı) uzunluğunu azaltmaya etki eden uygulanan bir yükün neden olduğu gerilme durumudur, başka bir deyişle malzemenin sıkışmasına neden olan bir gerilme durumudur. Basit bir sıkıştırma durumu, zıt, itici kuvvetlerin etkisiyle oluşan tek eksenli sıkıştırmadır. Malzemelerin basınç dayanımı genellikle çekme dayanımından daha yüksektir. Bununla birlikte, sıkıştırma ile yüklenen yapılar, üyenin geometrisine bağlı olan burkulma gibi ek arıza modlarına tabidir.
• Çekme gerilmesi, uygulanan yükün ekseni boyunca malzemeyi uzatma eğiliminde olan uygulanan bir yükün neden olduğu gerilme durumudur, başka bir deyişle malzemenin çekilmesinden kaynaklanan gerilmedir. Gerilim altında yüklenen eşit kesit alanına sahip yapıların mukavemeti, kesitin şeklinden bağımsızdır. Gerilmeyle yüklenen malzemeler, malzeme kusurları veya geometrideki ani değişiklikler gibi gerilim yoğunlaşmalarına karşı hassastır. Bununla birlikte, sünek davranış sergileyen malzemeler (örneğin çoğu metal) bazı kusurları tolere edebilirken, kırılgan malzemeler (örneğin seramikler) nihai malzeme mukavemetlerinin çok altında başarısız olabilir.
• Kayma gerilimi, malzeme boyunca paralel hareket hatları boyunca hareket eden bir çift karşıt kuvvetin birleşik enerjisinin neden olduğu gerilim durumudur, başka bir deyişle, malzemenin birbirine göre kayan yüzeylerinin neden olduğu gerilimdir. Örnek olarak makasla kağıt kesmek veya burulma yüklemesinden kaynaklanan gerilmeler verilebilir. ⓘ

Çekme gerilimi, uygulanan yük yönünde maddeye uzatmaya çalışan, cismi çeken kuvvet halidir. Eşit kesit alanına sahip yapıların mukavemeti, kesit alanının şeklinden bağımsızdır. ⓘ

Kayma gerilimi, cisim içinde paralel doğrultularda, ters yönde etkiyen kuvvet çiftleriyle oluşan gerilim türüdür. Kağıdı makasla kesmek bu gerilim türüne örnektir. ⓘ

Direnç için stres parametreleri

Malzeme direnci çeşitli mekanik gerilim parametreleriyle ifade edilebilir. Mekanik gerilim parametrelerine atıfta bulunulurken malzeme dayanımı terimi kullanılır. Bunlar, birim yüzey başına basınç ve kuvvete homojen boyutlara sahip fiziksel büyüklüklerdir. Bu nedenle mukavemet için geleneksel ölçü birimi Uluslararası Birimler Sisteminde MPa ve Amerika Birleşik Devletleri geleneksel birimleri arasında psi'dir. Mukavemet parametreleri şunları içerir: akma mukavemeti, çekme mukavemeti, yorulma mukavemeti, çatlama direnci ve diğer parametreler. ⓘ

• Akma dayanımı, bir malzemede kalıcı bir deformasyon meydana getiren en düşük gerilmedir. Alüminyum alaşımları gibi bazı malzemelerde akma noktasını belirlemek zordur, bu nedenle genellikle %0,2 plastik gerilmeye neden olmak için gereken gerilme olarak tanımlanır. Buna %0,2'lik dayanım gerilimi denir. ⓘ

• Basınç dayanımı, bir malzemede sünek başarısızlık (sonsuz teorik akma) veya kırılgan başarısızlık (çatlak ilerlemesi sonucu kopma veya zayıf bir düzlem boyunca kayma - bkz. kesme dayanımı) şeklinde başarısızlığa yol açan basınç gerilmesinin bir sınır durumudur.
• Çekme mukavemeti veya nihai çekme mukavemeti, sünek kırılma (bu kırılmanın ilk aşaması olarak akma, ikinci aşamada bir miktar sertleşme ve olası bir "boyun" oluşumundan sonra kırılma) veya gevrek kırılma (düşük gerilimli bir durumda iki veya daha fazla parçada ani kırılma) şeklinde çekme kırılmasına yol açan çekme gerilmesinin bir sınır durumudur. Çekme mukavemeti gerçek gerilim veya mühendislik gerilimi olarak alıntılanabilir, ancak mühendislik gerilimi en yaygın kullanılanıdır.
• Yorulma mukavemeti, bir nesnenin hizmet süresindeki birkaç yükleme bölümünü dikkate alan bir malzemenin mukavemetinin daha karmaşık bir ölçüsüdür ve genellikle statik mukavemet ölçülerinden daha zordur. Yorulma dayanımı burada basit bir aralık olarak belirtilmiştir ($\Delta \sigma =\sigma _{\mathrm {max} }-\sigma _{\mathrm {min} }$). Döngüsel yükleme durumunda, genellikle sıfır ortalama gerilimde bir genlik olarak ve bu gerilme koşulu altında başarısızlığa kadar döngü sayısı ile birlikte uygun şekilde ifade edilebilir. ⓘ

• Darbe dayanımı, malzemenin aniden uygulanan bir yüke dayanma kabiliyetidir ve enerji cinsinden ifade edilir. Genellikle Izod darbe mukavemeti testi veya Charpy darbe testi ile ölçülür, her ikisi de bir numuneyi kırmak için gereken darbe enerjisini ölçer. Hacim, elastikiyet modülü, kuvvet dağılımı ve akma dayanımı bir malzemenin darbe dayanımını etkiler. Bir malzemenin veya nesnenin yüksek bir darbe dayanımına sahip olması için, gerilmelerin nesne boyunca eşit olarak dağıtılması gerekir. Ayrıca düşük elastikiyet modülü ve yüksek malzeme akma dayanımı ile büyük bir hacme sahip olmalıdır. ⓘ

Akma mukavemeti, cisimde kalıcı deformasyon yaratan en düşük gerilimdir. Alüminyum alaşımları gibi bazı maddelerde, akma noktası tanımlamak zordur, bu yüzden 0.2% plastik zorlanma meydan getiren kuvvet olarak tanımlanır. Sıkıştırma mukavemeti , cisimde bükülme ya da çatlak meydana getiren sıkıştırıcı gerilimin sınır değeridir. Çekme mukavemeti cisimde bükülme ya da çatlak meydana getiren çekme geriliminin sınır değeridir. Çekme mukavemeti, gerçek mukavemet ya da görünen mukavemet şeklinde de isimlendirilir, ama görünen mukavemet daha yaygın kullanılır. Yorulma mukavemeti: Cismin ya da bileşeninin periyodik yükleme altındaki mukavemetinin ölçüsüdür ve belirlemek genelde durağan mukavemete göre daha zordur. Gerilim aralığı olarak ifade edilir ( https://upload.wikimedia.org/math/7/d/e/7ded811c47fa2a75aa85726a0f57cc9c.png9 Mayıs 2015 tarihinde Wayback Machine sitesinde arşivlendi.) Çarpışma mukavemeti: Cismin aniden uygulanan yüke dayanabilme yetisinin enerji terimleriyle ifade edilen halidir. Çoğunlukla, çarpışma enerjisini ortaya koyan, Izod mukavemet testi’yle yad Charpy çarpışma testi’yle ifade edilir. ⓘ

Direnç için gerinim parametreleri

• Malzemenin deformasyonu, gerilme uygulandığında (uygulanan kuvvetler, yerçekimi alanları, ivmeler, termal genleşme vb. sonucunda) geometride oluşan değişikliktir. Deformasyon, malzemenin yer değiştirme alanı ile ifade edilir.
• Gerinim veya indirgenmiş deformasyon, malzeme alanı arasındaki deformasyon değişiminin eğilimini ifade eden matematiksel bir terimdir. Gerinim, birim uzunluk başına deformasyondur. Tek eksenli yükleme durumunda, bir numunenin (örneğin bir çubuk eleman) yer değiştirmesi, yer değiştirmenin ve numunenin orijinal uzunluğunun bölümü olarak ifade edilen bir gerinim hesaplamasına yol açar. 3B yer değiştirme alanları için, ikinci dereceden bir tensör (6 bağımsız elemanlı) cinsinden yer değiştirme fonksiyonlarının türevleri olarak ifade edilir.
• Sapma, uygulanan bir yüke maruz kaldığında yapısal bir elemanın yer değiştirdiği büyüklüğü tanımlamak için kullanılan bir terimdir. ⓘ

Gerilme-şekil değiştirme ilişkileri

Gerilim altındaki bir numunenin temel statik tepkisi ⓘ

• Esneklik, bir malzemenin gerilme serbest bırakıldıktan sonra önceki şekline dönme yeteneğidir. Birçok malzemede, uygulanan stres ile ortaya çıkan gerilme arasındaki ilişki (belirli bir sınıra kadar) doğru orantılıdır ve bu iki büyüklüğü temsil eden bir grafik düz bir çizgidir.

Bu doğrunun eğimi Young modülü veya "elastikiyet modülü" olarak bilinir. Elastisite modülü, gerilme-gerinim eğrisinin doğrusal-elastik kısmındaki gerilme-gerinim ilişkisini belirlemek için kullanılabilir. Doğrusal-elastik bölge ya akma noktasının altındadır ya da gerilme-gerinim grafiğinde bir akma noktası kolayca tanımlanamıyorsa, %0 ila %0,2 gerinim arasında tanımlanır ve akmanın (kalıcı deformasyon) meydana gelmediği gerinim bölgesi olarak tanımlanır. ⓘ

• Plastisite veya plastik deformasyon, elastik deformasyonun tersidir ve geri kazanılamayan gerinim olarak tanımlanır. Plastik deformasyon, uygulanan gerilimin serbest bırakılmasından sonra korunur. Doğrusal-elastik kategorisindeki çoğu malzeme genellikle plastik deformasyon yapabilir. Seramik gibi kırılgan malzemeler herhangi bir plastik deformasyon yaşamaz ve nispeten düşük gerinim altında kırılırken, metalik, kurşun veya polimer gibi sünek malzemeler kırılma başlamadan önce plastik olarak çok daha fazla deforme olur. ⓘ

Bir havuç ile çiğnenmiş sakız arasındaki farkı düşünün. Havuç kırılmadan önce çok az esneyecektir. Öte yandan çiğnenmiş sakız, kırılmadan önce plastik olarak büyük ölçüde deforme olacaktır. ⓘ

Tasarım terimleri

Nihai mukavemet, malzemeden yapılmış belirli bir numuneden ziyade bir malzemeyle ilgili bir özelliktir ve bu nedenle kesit alanı birimi başına kuvvet (N/m²) olarak belirtilir. Nihai mukavemet, bir malzemenin kırılmadan veya zayıflamadan önce dayanabileceği maksimum gerilimdir. Örneğin, AISI 1018 Çeliğinin nihai gerilme mukavemeti (UTS) 440 MPa'dır. İmparatorluk birimlerinde, gerilme birimi lbf/in² veya inç kare başına pound-kuvvet olarak verilir. Bu birim genellikle psi olarak kısaltılır. Bin psi, ksi olarak kısaltılır. ⓘ

Güvenlik faktörü, mühendislik ürünü bir bileşen veya yapının sağlaması gereken bir tasarım kriteridir. $FS=UTS/R$Burada FS: güvenlik faktörü, R: Uygulanan gerilim ve UTS: nihai gerilim (psi veya N/m²) ⓘ

Güvenlik Marjı bazen tasarım kriteri olarak da kullanılır. MS = Arıza Yükü/(Güvenlik Faktörü × Öngörülen Yük) - 1 olarak tanımlanır. ⓘ

Örneğin, 4'lük bir güvenlik faktörü elde etmek için, AISI 1018 çelik bir bileşende izin verilen gerilme şu şekilde hesaplanabilir $R=UTS/FS$ = 440/4 = 110 MPa veya $R$ = 110×10⁶ N/m². Bu tür izin verilebilir gerilmeler "tasarım gerilmeleri" veya "çalışma gerilmeleri" olarak da bilinir. ⓘ

Malzemelerin nihai veya akma noktası değerlerinden belirlenen tasarım gerilmeleri sadece statik yükleme durumu için güvenli ve güvenilir sonuçlar verir. Birçok makine parçası sabit olmayan ve sürekli değişen yüklere maruz kaldığında, gelişen gerilmeler akma noktasının altında olsa bile arızalanır. Bu tür arızalar yorulma arızası olarak adlandırılır. Arıza, çok az veya hiç görünür akma kanıtı olmadan gevrek gibi görünen bir kırılma ile gerçekleşir. Bununla birlikte, gerilim "yorulma gerilimi" veya "dayanıklılık sınırı gerilimi" altında tutulduğunda, parça süresiz olarak dayanacaktır. Tamamen tersine dönen veya döngüsel stres, her çalışma döngüsü sırasında eşit pozitif ve negatif tepe stresleri arasında değişen bir strestir. Tamamen döngüsel bir gerilimde ortalama gerilim sıfırdır. Bir parça, gerilme aralığı (Sr) olarak da bilinen döngüsel bir gerilmeye maruz kaldığında, gerilme aralığının büyüklüğü malzemenin akma dayanımının altında olsa bile, parçanın arızalanmasının bir dizi gerilme tersine dönmesinden (N) sonra meydana geldiği gözlemlenmiştir. Genel olarak, gerilim aralığı ne kadar yüksekse, başarısızlık için gereken geri dönüş sayısı o kadar azdır. ⓘ

Başarısızlık teorileri

Dört kırılma teorisi vardır: maksimum kayma gerilmesi teorisi, maksimum normal gerilme teorisi, maksimum şekil değiştirme enerjisi teorisi ve maksimum bozulma enerjisi teorisi. Bu dört kırılma teorisinden maksimum normal gerilme teorisi yalnızca gevrek malzemeler için uygulanabilirken, kalan üç teori sünek malzemeler için geçerlidir. Son üç teoriden bozulma enerjisi teorisi, gerilme koşullarının çoğunda en doğru sonuçları vermektedir. Şekil değiştirme enerjisi teorisi, parça malzemesinin Poisson oranının değerine ihtiyaç duyar ve bu değer genellikle hazır değildir. Maksimum kayma gerilmesi teorisi muhafazakârdır. Basit tek yönlü normal gerilmeler için tüm teoriler eşdeğerdir, bu da tüm teorilerin aynı sonucu vereceği anlamına gelir. ⓘ

• Maksimum Kayma Gerilmesi Teorisi - Bu teori, parçadaki maksimum kayma gerilmesinin büyüklüğünün, tek eksenli testten belirlenen malzemenin kayma mukavemetini aşması durumunda arızanın meydana geleceğini varsayar.
• Maksimum Normal Gerilme Teorisi - Bu teori, parçadaki maksimum normal gerilmenin, tek eksenli testten belirlenen malzemenin nihai çekme gerilmesini aşması durumunda arızanın meydana geleceğini varsayar. Bu teori sadece kırılgan malzemelerle ilgilidir. Maksimum çekme gerilmesi, nihai çekme gerilmesinin güvenlik faktörüne bölünmesine eşit veya daha az olmalıdır. Maksimum basma gerilmesinin büyüklüğü, nihai basma gerilmesinin güvenlik faktörüne bölünmesinden daha az olmalıdır.
• Maksimum Gerinim Enerjisi Teorisi - Bu teori, bir parçada uygulanan gerilmeler nedeniyle birim hacim başına düşen gerinim enerjisi, tek eksenli testte akma noktasında birim hacim başına düşen gerinim enerjisine eşit olduğunda başarısızlığın meydana geleceğini varsayar.
• Maksimum Bozulma Enerjisi Teorisi - Bu teori aynı zamanda kesme enerjisi teorisi veya von Mises-Hencky teorisi olarak da bilinir. Bu teori, bir parçada uygulanan gerilmeler nedeniyle birim hacim başına distorsiyon enerjisi, tek eksenli testte akma noktasında birim hacim başına distorsiyon enerjisine eşit olduğunda başarısızlığın meydana geleceğini varsayar. Gerilmeye bağlı toplam elastik enerji iki kısma ayrılabilir: bir kısım hacimde değişime, diğer kısım ise şekilde değişime neden olur. Bozulma enerjisi, şekli değiştirmek için gereken enerji miktarıdır.
• Kırılma mekaniği Alan Arnold Griffith ve George Rankine Irwin tarafından kurulmuştur. Bu önemli teori, çatlak varlığı durumunda malzemenin tokluğunun sayısal dönüşümü olarak da bilinir. ⓘ

Bir malzemenin dayanımı mikro yapısına bağlıdır. Bir malzemenin maruz kaldığı mühendislik süreçleri bu mikro yapıyı değiştirebilir. Bir malzemenin dayanımını değiştiren güçlendirme mekanizmalarının çeşitliliği, iş sertleşmesi, katı çözelti güçlenmesi, çökelme sertleşmesi ve tane sınırı güçlenmesini içerir ve nicel ve nitel olarak açıklanabilir. Güçlendirme mekanizmalarına, malzemeyi daha güçlü hale getirme girişiminde malzemenin diğer bazı mekanik özelliklerinin dejenere olabileceği uyarısı eşlik eder. Örneğin, tane sınırı güçlendirmesinde, azalan tane boyutu ile akma dayanımı en üst düzeye çıkarılsa da, sonuçta çok küçük tane boyutları malzemeyi kırılgan hale getirir. Genel olarak, bir malzemenin akma dayanımı, malzemenin mekanik dayanımının yeterli bir göstergesidir. Akma dayanımının malzemedeki plastik deformasyonu öngören parametre olduğu gerçeği ile birlikte düşünüldüğünde, bir malzemenin mikroyapısal özelliklerine ve istenen nihai etkiye bağlı olarak dayanımının nasıl artırılacağı konusunda bilinçli kararlar verilebilir. Mukavemet, başarısızlığa neden olacak basınç gerilmesi, çekme gerilmesi ve kayma gerilmelerinin sınır değerleri cinsinden ifade edilir. Dinamik yüklemenin etkileri, özellikle yorulma problemi olmak üzere, malzemelerin mukavemetine ilişkin muhtemelen en önemli pratik husustur. Tekrarlanan yüklemeler genellikle kırılgan çatlakları başlatır ve bu çatlaklar kırılma meydana gelene kadar büyür. Çatlaklar her zaman gerilme konsantrasyonlarında, özellikle de ürünün enine kesitindeki değişikliklerde, deliklerin ve köşelerin yakınında, malzemenin mukavemeti için belirtilenlerden çok daha düşük nominal gerilme seviyelerinde başlar. ⓘ

Kökeni

Mukavemet sözcüğü dilimize Arapçadan geçmiştir. Dayanma, karşı durma, karşı koyma, direnme, direniş, dayanırlık, direnç olarak Türkçeye çevirilebilir.. Bir bilim dalı olarak Türkiye'de önceleri ‘’Cisimlerin Mukavemeti’’ olarak adlandırılmış, sonraları ise sadece ‘’Mukavemet’’ olarak adlandırılması yaygın kabul görmüştür. Günümüzde mühendislik dallarında okutulan bu bilim dalı dersleri ‘’Mukavemet’’ olarak adlandırılmaktadır. ⓘ