AISI 4140 çeliğinde yorulma çatlağı ilerlemesinin sistemin doğal frekansına etkisi

Bu çalışmada, mühendislik uygulamalarında büyük bir öneme sahip olan kirişlerde yorulma çatlağı büyümesinin sistemin doğal frekansı üzerindeki etkisi çalışılmıştır. Çok geniş bir uygulama alanına sahip olan kirişler, mühendislik yapılarında sıklıkla temel yapı elemanı olarak kullanılmaktadırlar. Bu nedenle bu yapılarda oluşabilecek bir hasarın önceden tespit edilmesi, oluşabilecek yıkıcı hasarların önlenmesi açısından büyük önem arz etmektedir. Hasarların önceden tespit edilmesi konusunda da yaygın olarak kullanılan yöntemlerden biri, yapının titreşim analizidir. Dolayısıyla yapının doğal frekanslarındaki değişimlerin tespit edilmesi ve izlenmesi çok önemlidir. Bu noktadan hareketle çalışmada, 4140 çeliğinden üretilen kirişteki yorulma çatlağı büyümesinin kirişin doğal frekansı üzerindeki etkileri sayısal ve deneysel olarak incelenmiştir. 8x16x500 mm boyutlarındaki kirişe 3 mm uzunluğunda ve 0,25 mm genişliğinde tel erezyon ile bir çatlak açılmıştır. Daha sonra dinamik yorulma cihazında 10 Hz' de 3 nokta eğme testine tabi tutulmuş ve belirli aralıklarla kirişin doğal frekansları ölçülerek kirişin doğal frekanslarında meydana gelen değişiklikler ölçülmüştür. Bu veriler ile dinamik yüklemelere maruz kalan kirişte oluşan yorulma çatlağının, büyüme aşamasında tespit edilmesi ve boyutunun belirlenmesi gerçekleştirilmiştir. Bu yöntem ile deneysel veriler elde edilmiştir. Deneysel veriler, kirişteki yorulma çatlağı büyümesi ile kirişin doğal frekansının azaldığını göstermiştir.