Isotropic Hardening&Kinematic Hardening nedir ?

  

    Isotropic Hardening & Kinematic Hardening kavramları, lineer elastik bölgede analiz yapanların yabancı gözlerle baktığı, plastik bölgede analiz yapanların ise yakinen tanıdığı kavramlardır.

    Elastik bölge sınırlarını geçip, plastik bölgeye geçiş yaptığımız zaman "hardening" yani "deformasyon sertleşmesi" ya da "pekleşme" dediğimiz kavramlar karşımıza çıkar. Malzeme, bu evrede plastik deformasyona uğrar. Malzemenin akma noktası artık değişmiş, artmıştır. Tekrar yükleme durumunda artık yeni bir akma noktasına sahiptir. Çoğu mühendis, plastik deformasyondan kaçınırken, bazılarının amacı plastik deformasyonun ta kendisidir. (Bkz: soğuk şekillendirme) Tabi bu prosesten sonra malzemenin sünekliği de değişmiş, azalmıştır. 

Aşağıdaki gerilme-gerinme eğrisinde malzeme, akma noktasını geçip plastik şekil değiştirecek şekilde yüklenmiş, daha sonra yük kaldırılmıştır. Malzemeyi plastik deformasyona uğratan yük tekrar uygulanırsa artık plastik deformasyon görülmez. Malzeme pekleşmiştir. Akma noktası σy değil σ1 olmuştur, ancak σ1 değerinin üstünde bir strese maruz kalırsa tekrar plastik deformasyona uğrar. 

Ancak bu pekleşmenin sadece çekme yönünde olduğunu unutmayalım. Peki aynı yükü basma şeklinde uygulasaydık nasıl olurdu ? Bu sefer eğriyi simetrik olarak negatif tarafta görecektik. Peki, basma yükünü çekme yükünden hemen sonra uygulasaydık ne olurdu ? Malzeme, sadece basma yükünde aktığı noktadan daha düşük bir stres değerinde akardı. Bunun sebebi, çekme yükünde ortaya çıkan dislokasyon hareketlerinin ters yönde hareketinin ilk harekete göre daha kolay olması ve yığılmış dislokasyonların yay misali enerji biriktirmesi ve bu enerjiyi ters yöne hareket ederken kullanmaları sonucu, malzeme ters yönde (basma) daha kolay akar. Buna "Bauschinger Effect" denir. Bauschinger, pekleşmenin anizotropik olduğunu, uygulanan gerilmenin yönüne bağlı olduğunu bulmuştur.

Isotropic hardening, malzemenin çekme veya basma altında pekleşmesinin izotropik olduğunu varsayan yaklaşımdır. Yani çekme altında pekleşen malzemenin sadece çekme yönünde değil aynı zamanda basma yönünde de pekleştiğini varsayar. Bu durum gerçek malzeme davranışıyla örtüşmez. Dolayısıyla tekrarlı yüke maruz kalacak bir malzeme için  "isotropic hardening" kullanmak uygun değildir.

Kinematic hardening, "Bauschinger Effect" in hesaba katıldığı, Çekme altında pekleşen malzemenin basma altında yumuşadığı, basma altında pekleşen malzemenin çekme altında yumuşadığı bir yaklaşımdır. Tekrarlı yüke maruz kalan malzemelerde kullanılması uygundur.

http://ajaytaneja-isotropickinematichard.blogspot.com/

https://www.fidelisfea.com/post/isotropic-kinematic-or-mixed-mode-which-hardening-model-for-your-abaqus-fea-analysis

https://slideplayer.com/slide/3362158/

https://malzemebilimi.net/malzemelerde-bauschinger-etkisi.html

*Öğrendiklerimi unutmamak ve bildiğim kadarıyla paylaşmak adına bu bloğu oluşturdum, yanlış bilgi verdiysem lütfen yorumlarda belirtin.

*Bilgi, paylaştıkça çoğalır.