Gerilme yığılması, malzemelerde meydana gelen gerilmelerin bazı noktalarda yoğunlaşması ve toplanmasıdır. Bu durum genellikle kesit alanının bir anda azalması, malzemedeki delikler ve geometrideki anormalliklerden meydana gelir. Ayrıca kullanılmakta olan malzemede meydana gelen çatlaklar ve aşınmadan dolayı oluşan malzeme kayıpları da gerilme yığılmalarına neden olabilir. Gerilme yığılması faktörü de yukarıda belirtilen durumların meydana gelmesi durumunda hesaplanan bir değerdir. Bu değer, maksimum gerilme dayanımının doğru olarak hesaplanmasını sağlamaktadır.
Gerilme yığılması faktörü malzeme dayanımının belirlenmesi için önemli bir faktördür. Bu faktör kullanılmadan yapılan hesaplamalar, tasarlanan malzeme veya alet için belirlenen maksimum kuvvet değerlerinin hatalı olarak belirlenmesine sebep olur. Bu durum özellikle daha karmaşık geometrisi olan malzemeler için geçerlidir. Fakat tüm malzemeler için gerilme yığılması göz ardı edilmemeli ve önleyici tedbirler alınmalıdır.
Gerilme yığılma faktörünün hesaplanmasında malzemenin kimyasal bileşimin önemi yoktur. Önemli olan malzemenin geometrisidir. Bu yüzden malzemenin geometrisine ve varsa deliğinin konumuna göre genelleştirilmiş tablolar hazırlanmıştır. Bu tablolardan yararlanılarak malzemenin maksimum gerilme hesaplarında, gerilme yığılması faktörü kullanılabilir.
Gerilme yığılması gevrek malzemeler için daha tehlikelidir. Çünkü gerilmenin büyük olduğu bölgede çatlaklara neden olabilir. Bu çatlaklar tekrarlayan gerilme durumlarından dolayı büyümeye ve malzemenin kullanılamaz hale gelmesine neden olabilir. Sünek malzemeler daha tok olmaları ve gevrek olmamalarından dolayı ani kırılmalara neden olmaz. Fakat sünek malzemeler için de tekrarlayan gerilme durumlarından dolayı gerilme yığılmasına dikkat edilmesi gerekmektedir.
Malzemelerin gevrek ve sünek davranışları için ilgili yazımıza bakabilirsiniz.
Malzemelerin gevrek ve sünek davranışları için ilgili yazımıza bakabilirsiniz.
Gerilme Yığılmasını Engelleme Yöntemleri
1. Keskin kenar ve köşelerin giderilmesi
Gerilme yığılmalarının kesit alanının azaldığı noktalarda meydana geldiğini belirtmiştik. Eğer bu değişim ani olarak yapılırsa keskin köşe ve kenarlarda çatlamalara ve kırılmalara neden olabilir. Bu yüzden bu geçiş noktalarının daha kademeli veya radyuslu olarak sağlanması gerekmektedir. Böylece bir nebze olsun gerilme yığılmalarının oluşturduğu büyük gerilmeler engellenebilecektir.
2.Küçük deliklerin kullanılması
Eğer malzeme geometrisinde büyük çapta deliklerin kullanılması gerekiyorsa, bu deliklerin yakınına malzemenin işlevini bozmayacak şekilde küçük çapta deliklerin eklenmesi meydana gelebilecek yüksek gerilme yığılmalarının daha homojen olarak dağılmasını sağlar. Böylece malzemede gerilme yığılmalarının bir nebze önüne geçilir.
3.Uygun malzeme kullanımı
Gerilme yığılmaları için daha uygun malzeme kullanımı, gerilme yığılmasını azaltmasa da malzemenin daha uzun süreler kullanılmasını sağlayabilir. Yukarıda belirttiğimiz gibi sünek malzemelerin kullanılması ani kırılma ve çatlakları bir nebze önleyebilir. Kırılmadan önce gevşeme uzama gibi işaretler vermesi mekanizmada büyük sorunlar meydana gelmeden müdahale edilmesini sağlayabilir. Fakat istenilen geometrinin daha sert ve gevrek olması isteniyorsa diğer yöntemlere başvurulmalı ve tasarım kriterleri belirlenmelidir.
