Tasarladığınız bir yapının yük altındaki davranışını diğer bir değişle kullandığınız malzemenin davranışını daha iyi anlayabilmek adına gerilme ve gerinim kelimelerinin ne anlama geldiğini gözden geçirelim.
Gerilim
Bu kelimenin daha çok ingilizce karşılığı ile haşır neşir durumdayız. İngilizce olarak stress kelimesi türkçeleştirilirken gerilim kelimesi tercih edilmiştir. Her ne kadar bu kelime hem mekanik gerilim, hem yüzey gerilimi, hem de elektrik potansiyeli anlamlarında kullanılsa dahi, İngilizce’de bu terimlerin her biri için farklı bir kelime bulabiliyoruz(stress, tension ve voltage)
Bir cisim üzerine kuvvet etki ederken üç tipte gerilim meydana gelmektedir.
Çekme gerilimi:
Çekme gerilimi(Tensile stress) , uygulandığı cismi kuvvet yönünde uzatacak şekilde (yüzey normali doğrultusunda) kuvvet uygulandığında ortaya çıkmaktadır. Her ne kadar uygulanan kuvvet sabit kalsa da uygulanan yüzeyin alanı ile ters orantılı olacak şekilde ortaya çıkan çekme gerilmesi değişmektedir.
Baskı gerilimi:
Baskı gerilimi(Compressive stress) , uygulandığı cismi sıkıştıracak (yüzey normali doğrultusunda) şekilde kuvvet uygulandığında ortaya çıkmaktadır.
Çekme ve baskı gerilme kuvvetin cisme dikme etki etmesi durumunda ortaya çıktığı için bu gerilimlere normal gerilim olarak adlandırılırlar.
Kesme gerilimi:
Kesme gerilimi(Shear stress), cismin iki zıt yüzeyinin birbirine paralel ve ters yönde kaymalarını sağlayacak şekilde kuvvet uygulanmasıyla ortaya çıkmaktadır.
Gerinim
Gerinim, bir cisimin üzerine yük uygulanması durumunda aldığı formun, yük uygulanmadan önceki durumuna göre ne kadar değişiğini ifade etmektedr. Bu değişimin matematiksel olarak ifade edebilmek için gerinim(ingilizce: strain) terimi kullanılmaktadır.Örneğin, çubuğun uzunluğundaki değişimi Δl ile, ilk uzunluğunu da l0 ile gösterirsek, mühendislik gerinimini aşağıdaki şekilde yazabiliriz.
Şekil yer değiştirme uygulanan kuvvet ile bezer yönde olursa bu tip gerinimi, normal gerinim olarak ifade ediyoruz. Normal gerinimden farklı olarak, eğer cisim üzerine bir kesme kuvveti etki ediyorsa, cisim üzerinde açısal bir şekil değiştirme meydana gelmektedir.
Bu durumda oluşan şekil değişimine kesme gerinimi denmektedir. Matematiksel olarak ise düzlemler arasındaki yer değişimini (resimde a) düzlemler arası mesafeye (resimde h) bölerek ifade ediyoruz.
