Pekleşme Nedir?

Malzemelerin üzerinde uygulanan yükler altında elastik bölgeyi geçerek kalıcı deformasyona uğramasına ve buna bağlı olarak mukavemet ve rijitlik değerlerinin artmasına pekleşme denilmektedir. Diğer bir ifade ile açıklamaya gerek olursa, pekleşmenin anlamı, akma yüzeyinin şeklinin ve boyutunun plastik deformasyon (yükleme) süresince değişmesidir. Araştırmacılar, tersinir tekrarlı kuvvetlerin malzemeye olan etkisini araştıran çalışmalarda malzemelerin gerilme-şekil değiştirme grafiklerinin birçok modelini oluşturulmuştur. Bunlardan en yaygın kullanılan olanlar ise; İzotropik ve Kinematik pekleşmedir.

Çelik malzeme plastik bölgede bir C noktasına kadar yüklendikten sonra gerilme tekrar sıfıra getirilirse σ-ε diyagramı, OP’ye paralel CC’ doğrusu olur. Şekil değiştirmenin bir kısmı geri döner, bir kısmı ise kalır:

ε=ε_p1+ε_e1
Bu yükleme ve boşaltmadan sonra, üzerine OC’=ε_pl kadar şekil değiştirme kalmış malzeme yeniden yüklenirse σ-ε diyagramı olarak C’CB elde edilir. Yani malzeme σ_C gerilmesine kadar lineer elastik karakter gösterir. Bu olaya “pekleşme” denir. Pekleşme olayı sonucu metalin sertliği, akma sınırı gerilmesi artar, sünekliği ise OC’ kadar azalmış olur.

Pekleşme Modelleri

Monotonik veya tekrarlanan ve farklı yönlerde yüklemeler ile yapılan çalışmalarda, malzemelerin gerilme-birim şekil değiştirme ilişkilerinin tanımlandığı birçok modelden en yaygın kullanılanları; izotropik pekleşme ve kinematik pekleşme modelleridir.

İzotropik Pekleşme: Plastik akma esnasında kayma planı, yüklemeden önceki plana göre üniform bir artış göstermektedir.

Şekilde görüleceği üzere, tersinir basınç akma gerilmesi, tersinir yüklemeden önceki akma gerilmesine eşittir. Genelde büyük şekil değiştirmelerin olduğu ve yükün orantılı olarak uygulandığı modellemelerde kullanılmaktadır.

Kinematik Pekleşme: Akma yüzeyleri önceki formunu korumakta fakat konum değiştirmektedir.

Tersinir yüklemede şekilde görüleceği üzere 2σy mesafesi daima korunmaktadır. Bu Bouschinger etkisi olarak bilinmektedir. Bouschinger etkisinden dolayı büyük şekil değiştirmeli simülasyonlarda bu model pek uygun olmamaktadır. Genelde küçük şekil değiştirmeli, tersinir tekrarlanır yüklemeli modellemelerde kullanılmaktadır.