Boyun verme (Mühendislik)

Boyun verme, Mühendislik veya malzeme biliminde, nispeten büyük miktarlarda gerinmenin, malzemenin küçük bir bölgesinde orantısız bir şekilde lokalize olduğu bir çekme deformasyonu türüdür. Yerel kesit alanında ortaya çıkan belirgin azalma, "boyun" adının temelini oluşturmaktadır.
Boyundaki yerel gerilmeler büyük olduğundan, boyun verme genellikle akma ile yakından ilişkilidir. Genellikle metaller veya polimerler gibi sünek malzemelerle ilişkili bir plastik deformasyon şeklidir. Boyun verme başladıktan sonra boyun, en büyük yerel stresi verdiğinden, malzemede akmanın özel konumu haline gelmektedir. Yeterli zorlama uygulandığında boyun sonunda bir kırık haline gelmektedir.
Oluşum
Büzülme, bir malzemenin kesit alanı malzemenin gerinim sertleşmesinden daha büyük bir oranda azaldığında, çekme deformasyonu sırasındaki bir kararsızlıktan kaynaklanmaktadır. Considère, 1885' te boyun verme için temel kriteri yayınlamıştır. Üç kavram, boyun oluşumunu anlamak için çerçeve sağlamaktadır.
Deformasyondan önce, tüm gerçek malzemeler, gerilmelerde ve gerinimlerde yerel dalgalanmalara neden olan boyutlarda veya bileşimde kusurlar ya da yerel değişiklikler gibi heterojenliklere sahiptir.
Başlangıç boynunun yerini belirlemek için, bu dalgalanmaların büyüklük olarak yalnızca sonsuz küçük olması gerekmektedir.
Çekme deformasyonu sırasında malzeme kesit alanında küçülmektedir.
(Poisson etkisi) Çekme deformasyonu sırasında malzeme gerinimi sertleşmektedir. Sertleşme miktarı deformasyon derecesine göre değişirmektedir. Son iki öğe stabiliteyi belirlerken, ilk öğe boyun konumunu belirlemektedir.
Sabit bir boyun oluşturan bir malzeme (üstte) ve tüm çekme oranlarında (altta) homojen bir şekilde deforme olan bir malzeme için gösterilmiştir.
Malzeme deforme olurken, üstteki diyagramda küçük çekme oranlarında ve alttaki tüm çekme oranlarında gösterildiği gibi, kesit alanı azaldıkça sertleştiği sürece tüm konumlar yaklaşık olarak aynı miktarda gerinime maruz kalmaktadır.
Ancak malzeme, üst diyagramdaki ilk teğet nokta ile gösterildiği gibi, kesit alanındaki azalmadan daha küçük bir oranda sertleşmeye başlarsa, gerinim en yüksek stres veya en düşük sertlik konumunda yoğunlaşmaktadır.
Lokal gerinim ne kadar büyük olursa, kesit alanındaki yerel azalma o kadar büyük olur, bu da daha fazla gerinim konsantrasyonuna neden olarak bir boyun oluşumuna neden olan bir kararsızlığa yol açmaktadır.
Bu kararsızlığa "geometrik" veya "dışsal" denilmektedir, çünkü malzemenin kesit alanındaki makroskopik azalmasını içermektedir.
Boyun stabilizasyonu
Deformasyon ilerledikçe geometrik kararsızlık, malzeme kırılıncaya veya boyunlu malzeme, yandaki diyagramdaki ikinci teğet nokta ile gösterildiği gibi, malzemenin diğer bölgelerinin deforme olmasına neden olacak kadar yeterince sertleşene kadar gerilmenin boyunda yoğunlaşmaya devam etmesine neden olmaktadır. Sabit boyundaki gerilme miktarı, malzemeye uygulanan çekme miktarı ile değil, malzemenin sertleşme özellikleri ile belirlendiği için doğal çekme oranı olarak adlandırılmaktadır. Sünek polimerler genellikle kararlı boyunlar sergilemektedir çünkü moleküler oryantasyon, büyük gerilmelerde baskın olan sertleşme için bir mekanizma sağlamaktadır.