Gerilme-Uzama Diyagramı

Gerilme kuvvet ile doğru orantılı olduğundan diyagramda genel tanımların yapılabilinmesi için kuvvet yerine gerilme alınmıştır. Deney çubuğunda, diğer deyimle malzemede meydana gelen bütün değişikliklerin kendine özgü deyimi vardır. Bu deyimleri şu şekilde sıralayabiliriz.

Kopma mukavemeti: Devamlı ve lineer fazlalaşan gerilme sonucu malzemenin koptuğu gerilme büyüklüğüne "kopma mukavemeti" adı verilir ve Rm ile gösterilir.
Akma mukavemeti: Kuvvetin sabit kalmasına rağmen kalıcı deformasyonun başladığı gerilmenin değerine "akma mukavemeti" adı verilir ve σAK veya τAK (sigma veya tau indeks AK ) ile gösterilir.
% 0,2 Uzama mukavemeti: Kuvvetin sabit kalmasına rağmen kalıcı deformasyonun %0,2 olduğu gerilmenin değerine "%0,2 uzama mukavemeti" adı verilir ve Rp0,2 ile gösterilir.
Orantılı mukavemet: Devamlı ve lineer olarak fazlalaşan gerilme ile uzamanı birbirine oranının sabit kaldığı gerilme büyüklüğüne " orantılı mukavemet " adı verilir ve σO veya τO ( sigma veya tau indeks o) ile gösterilir.
Elastiklik modülü: Elastiklik modülü, orantılı mukavemette, gerilmenin uzamaya oranıdır.

Gerilme-Uzama diyagramının anlatımı
Bu diyagram dinamometre diğer ismiyle koparma makinesiyle gayet kolay elde edilir. Burada alınacak malzemenin çelik, yani izotrop malzeme olması gereklidir. Bu diyagramda Y ekseniyle A0 kesitindeki gerilme ve X ekseninde deney çubuğunun uzamasının deney boyuna oranını % olarak, diğer deyimi ile birim uzaması gösterilir. Diyagramdan da görüleceği gibi, burada iki bölge vardır. Bunlar "çekme" ve "basma" bölgesi diye adlandırılır.

Çekme bölgesinin anlatımı:
Deney çubuğunu hiç bir şekilde yüklemeden deney makinesine bağlayalım. Deney çubuğu bağlandıktan sonra yavaş yavaş yükselen gerilme ( gerilme = kuvvet / kesit alanı ) ile yükleyelim. Çubuktaki gerilme ve uzamalar izotrop malzeme olduğu için Hooke (huk) kanununun da belirtildiği gibi orantılı olarak artacaktır. Bu orantılı artmanın geçerli olduğu araya "orantılı mukavemet", bittiği yere de "orantılı mukavemet sınırı" denir. Orantılı mukavemet sınırından önce gerilmeyi azaltır ve sıfıra indirirsek tekrar diyagrama başladığımız koordinat sisteminin sıfır noktasına döneriz. Orantılı mukavemet sınırı içinde gerilmenin ve uzamaya oranı sabit olduğundan bu oran "elastiklik modülü" olarak adlandırılır ve mukavemet hesaplarında çok önemli yer alır. Orantılı mukavemet sınırını aşınca "elastiklik sınırı" na ulaşırız. Buraya kadar değişen gerilme değerlerine karşın malzemenin elastiklik özelliği değişmez. Bu sınırı belirlemek oldukça zor olduğundan günlük mukavemet hesaplarında bu değer pek kullanılmaz. Bu değerde aşıldığında "akma sınırı"na gelinir. Akma sınırına kadar Hooke kanunu geçerlidir, şöyleki:   Gerilme, akma sınırının da ötesine yükseltilirse gerilme ile uzama arasındaki orantılı değişim devam etmez. Uzama gerilmeye kıyasla daha fazla değişim gösterir. Akma sınırından hemen sonra gerilme yani kuvvetin değişmemesine karşın diyagramda uzama yönünde düzensiz bir değişme, uzamada büyüme görülür. Birden bire deney çubuğunun bir yerinde büzülme görülür ve çubuk bu büzülen yerden kopar.Bütün bu olaylar deneyin çekme kuvveti etkisi ile çekme tarafında oluşur.Malzeme orantı mukavemeti sınırı içinde tam elastikliğini korur. Bu sınır içinde oluşan bütün deformasyonlar elastik deformasyondur ve kuvvet veya gerilme etkisi kalktığı anda deformasyonlarda yok olurlar. Orantılı mukavemet sınırından başlayarak malzeme yavaş yavaş elastikliğini yitirir ve kalıcı deformasyonlar belirir. Malzeme kalıcı deformasyon ile biçimlendirilecekse, bu durumda akma sınırının çok üstünde gerilmelerin etkisinde devamlı bir zaman bırakılmalıdır ( örneğin; presleme, sıvama, eğme, uzatma gibi). Kısa zamanda etki eden büyük kuvvet veya gerilmeler malzemeye zarar vermeyeceği gibi, tam tersine soğuk haddeleme işlemi paralelinde mukavemet değerinin yükselmesini sağlarlar.

 Basma bölgesinin anlatımı :
Diyagramın çekme tarafında akma sınırına kadar olan kısmı ile basma tarafındaki "ezilme sınırı" na kadar olan kısmı izotrop malzemeler için simetriktir. Bu simetri sıfır noktasına göredir. Basma tarafında da ezilme sınırına kadar Hooke kanunları geçerlidir. Ezilme sınırı, akma sınırı gibi tam belirlenmemiştir. Basma gerilmesi etkisinde olan izotrop malzeme, gerilmenin artması ile malzeme kesitinin tombullaşması ve bu tombullaşma sonucu yanlardan malzemenin boyuna çatlamasını doğurur. Bu basma gerilmesi etkisinde malzemenin kopmasına işarettir. Kır döküm, beton gibi gevrek malzemelerde gerilmenin ezilme sınırını geçmesi ile parçada dağılma oluşur. Gevrek malzemelerde ezilme sınırı akma sınırına kıyasla çok yüksektir. Kır dökümde bu oran 1:3 dür.