---
title: "Çeliğin Yorulma Özellikleri ve S–N Eğrileri | Steel Equivalents"
description: "Yorulma, tekrarlanan veya değişken yükleme sonucu oluşan ilerleyici hasardır."
canonical: https://steelequivalents.com/tr/wiki/hesaplanan-de%C4%9Ferler/%C3%A7eli%C4%9Fin-yorulma-%C3%B6zellikleri-ve-s-n-e%C4%9Frileri
language: tr
robots: index, follow
og_type: article
type: wiki-article
language_alternates:
  en: https://steelequivalents.com/wiki/calculated-values/steel-fatigue-properties-and-s-n-curves.md
  cs: https://steelequivalents.com/cs/wiki/vypočítané-hodnoty/únavové-vlastnosti-oceli-a-křivky-s-n.md
  de: https://steelequivalents.com/de/wiki/berechnete-kennwerte/ermüdungseigenschaften-von-stahl-und-s-n-kurven.md
  es: https://steelequivalents.com/es/wiki/valores-calculados/propiedades-de-fatiga-del-acero-y-curvas-s-n.md
  fr: https://steelequivalents.com/fr/wiki/valeurs-calculées/propriétés-de-fatigue-de-l-acier-et-courbes-s-n.md
  hu: https://steelequivalents.com/hu/wiki/számított-értékek/az-acél-kifáradási-tulajdonságai-és-s-n-görbéi.md
  it: https://steelequivalents.com/it/wiki/valori-calcolati/proprietà-di-fatica-dell-acciaio-e-curve-s-n.md
  nl: https://steelequivalents.com/nl/wiki/berekende-waarden/vermoeiingseigenschappen-van-staal-en-s-n-curven.md
  pl: https://steelequivalents.com/pl/wiki/wartości-obliczane/właściwości-zmęczeniowe-stali-i-krzywe-s-n.md
  pt: https://steelequivalents.com/pt/wiki/valores-calculados/propriedades-de-fadiga-dos-aços-e-curvas-s-n.md
  ru: https://steelequivalents.com/ru/вики/расчётные-величины/свойства-усталости-стали-и-s-n-кривые.md
  tr: https://steelequivalents.com/tr/wiki/hesaplanan-de%C4%9Ferler/%C3%A7eli%C4%9Fin-yorulma-%C3%B6zellikleri-ve-s-n-e%C4%9Frileri.md
  zh: https://steelequivalents.com/zh/维基/计算得出的数值/钢的疲劳性能与-s-n-曲线.md
  ja: https://steelequivalents.com/ja/ウィキ/計算で求める値/鋼の疲労特性とs-n曲線.md
  ar: https://steelequivalents.com/ar/ويكي/القيم-المحسوبة/خصائص-كلال-الفولاذ-ومنحنيات-s-n.md
  ko: https://steelequivalents.com/ko/위키/계산으로-얻는-값/강철의-피로-특성-및-s-n-곡선.md
  pt-br: https://steelequivalents.com/pt-br/wiki/valores-calculados/propriedades-de-fadiga-do-aço-e-curvas-s-n.md
  hi: https://steelequivalents.com/hi/विकी/परिकलित-मान/इस्पात-के-थकान-गुण-और-s-n-वक्र.md
content_hash: sha256:b0400aa66b49f55f231faf33f8868f2c09e10a178fbadd982c183a0e854f67d6
generated: 2026-09-25
---

> **Machine-readable Markdown rendering.** This is a Markdown representation of a web page,
> served for AI agents and crawlers as a token-efficient alternative to the full HTML.
> Full interactive HTML version: https://steelequivalents.com/tr/wiki/hesaplanan-de%C4%9Ferler/%C3%A7eli%C4%9Fin-yorulma-%C3%B6zellikleri-ve-s-n-e%C4%9Frileri
> Canonical URL: https://steelequivalents.com/tr/wiki/hesaplanan-de%C4%9Ferler/%C3%A7eli%C4%9Fin-yorulma-%C3%B6zellikleri-ve-s-n-e%C4%9Frileri
> Available languages: en, cs, de, es, fr, hu, it, nl, pl, pt, ru, tr, zh, ja, ar, ko, pt-br, hi
> Change detection: `content_hash` is the SHA-256 of this document's Markdown body — everything
> below this block, whitespace-trimmed, excluding the front-matter. Compare it to detect a real
> content change; `generated` moves on every render and is not a change signal.

![Çeliğin Yorulma Özellikleri ve S–N Eğrileri](/images/uploads/5df20d01-f4a7-471e-a675-f1e35ef47d03/wiki-hero-a-steel-welded-attachment-with-a-visible-fatigue-crack-growing-from-the-weld-toe-1920x823.jpg)

Hesaplanan değerler

# Çeliğin Yorulma Özellikleri ve S–N Eğrileri

Yorulma, tekrarlanan veya değişken yükleme sonucu oluşan ilerleyici hasardır.

![Çelik sektörü muhabiri Anders Bergström’ün portresi](/images/uploads/a7d8e5bc-7cdf-409b-913b-211e63e8c441/anders-bergstr-m-1920x1920.jpg)

 **[Anders Bergström](/tr/haberler/yazar/anders-bergstrom "Anders Bergström")** Hesaplanan değerler 29 dk okuma Güncellendi 14 Ağu 2026 Kanıta dayalı incelendi

  Bu sayfadaBu sayfada

- [Çelikte Yorulma Özellikleri Aslında Neyi Tanımlar?](/tr/wiki/hesaplanan-de%C4%9Ferler/%C3%A7eli%C4%9Fin-yorulma-%C3%B6zellikleri-ve-s-n-e%C4%9Frileri#çelikte-yorulma-özellikleri-aslında-neyi-tanımlar "Çelikte Yorulma Özellikleri Aslında Neyi Tanımlar?")
- [S–N Eğrileri Nasıl Oluşturulur ve Okunur?](/tr/wiki/hesaplanan-de%C4%9Ferler/%C3%A7eli%C4%9Fin-yorulma-%C3%B6zellikleri-ve-s-n-e%C4%9Frileri#s-n-eğrileri-nasıl-oluşturulur-ve-okunur "S–N Eğrileri Nasıl Oluşturulur ve Okunur?")
- [Çelik Kalitesi Tek Başına Yorulma Ömrünü Neden Öngöremez?](/tr/wiki/hesaplanan-de%C4%9Ferler/%C3%A7eli%C4%9Fin-yorulma-%C3%B6zellikleri-ve-s-n-e%C4%9Frileri#çelik-kalitesi-tek-başına-yorulma-ömrünü-neden-öngöremez "Çelik Kalitesi Tek Başına Yorulma Ömrünü Neden Öngöremez?")
- [Kaynaklı Çelik Detaylar Kendi Yorulma Eğrilerini Gerektirir](/tr/wiki/hesaplanan-de%C4%9Ferler/%C3%A7eli%C4%9Fin-yorulma-%C3%B6zellikleri-ve-s-n-e%C4%9Frileri#kaynaklı-çelik-detaylar-kendi-yorulma-eğrilerini-gerektirir "Kaynaklı Çelik Detaylar Kendi Yorulma Eğrilerini Gerektirir")
- [İstatistiksel Tasarım Eğrileri ve Sağkalım Dayanağı](/tr/wiki/hesaplanan-de%C4%9Ferler/%C3%A7eli%C4%9Fin-yorulma-%C3%B6zellikleri-ve-s-n-e%C4%9Frileri#i-statistiksel-tasarım-eğrileri-ve-sağkalım-dayanağı "İstatistiksel Tasarım Eğrileri ve Sağkalım Dayanağı")
- [Sabit Genlikli Deneylerden Servis Ömrü Değerlendirmesine](/tr/wiki/hesaplanan-de%C4%9Ferler/%C3%A7eli%C4%9Fin-yorulma-%C3%B6zellikleri-ve-s-n-e%C4%9Frileri#sabit-genlikli-deneylerden-servis-ömrü-değerlendirmesine "Sabit Genlikli Deneylerden Servis Ömrü Değerlendirmesine")
- [Çelik Yorulma Verileri İçin Uygulamalı Bir Okuma Rehberi](/tr/wiki/hesaplanan-de%C4%9Ferler/%C3%A7eli%C4%9Fin-yorulma-%C3%B6zellikleri-ve-s-n-e%C4%9Frileri#çelik-yorulma-verileri-i-çin-uygulamalı-bir-okuma-rehberi "Çelik Yorulma Verileri İçin Uygulamalı Bir Okuma Rehberi")

## Çelikte Yorulma Özellikleri Aslında Neyi Tanımlar?

Yorulma, tekrarlı veya değişken yüklemenin neden olduğu ilerleyici hasardır. Bir çelik parça, çekme kapasitesinin altında kalan statik bir yüke dayanabilir; ancak yine de binlerce, milyonlarca veya milyarlarca çevrimden sonra kırılabilir. Her çevrim, bir yüzeyde, çentikte, inklüzyonda veya kaynak ayağında yalnızca çok küçük miktarda plastikleşmeye, kaymaya, çatlak ilerlemesine ya da hasara neden olabilir. Biriken etki yorulma kırılmasıdır.

### Yorulma ömrü, yorulma dayanımı ve kırılma tanımı

**Yorulma ömrü**, tanımlanmış bir olayla ilişkili yük çevrimlerinin sayısıdır. Bu olay mutlaka belirtilmelidir; çünkü bir yorulma deneyinde veya tasarım hesabında “kırılma” her zaman aynı anlama gelmez. Bazı deneylerde tam kırılmaya kadar geçen çevrimler sayılır. Diğerleri, çatlak belirli bir uzunluğa ulaştığında, rijitlik belirli bir yüzde oranında azaldığında veya numune uygulanan kuvveti artık taşıyamadığında durdurulur.

![Çeliğin Yorulma Özellikleri ve S–N Eğrileri](/images/uploads/ab79a412-45e1-4c6a-85a2-4f29c06ab1db/wiki-inline-the-three-stages-of-fatigue-damage-in-a-steel-specimen-crack-initiation-detectab-1520x1920.jpg)[](/images/uploads/ab79a412-45e1-4c6a-85a2-4f29c06ab1db/wiki-inline-the-three-stages-of-fatigue-damage-in-a-steel-specimen-crack-initiation-detectab-2027x2560.avif "Görseli büyüt — Çeliğin Yorulma Özellikleri ve S–N Eğrileri")Fatigue life may be divided into initiation, detectable crack growth, and final fracture.

#### Yorulma ömrünün üç aşaması

1. **Çatlak başlama ömrü** Belirli bir boyuttaki çatlağın, çoğunlukla bir yüzeyde veya gerilme yığılmasının bulunduğu yerde oluşması için gereken çevrim sayısı.
2. **Tespit edilebilir çatlak ilerleme ömrü** Başlangıçtaki çatlak durumundan, incelemenin çatlağı belirleyebilmesine veya çatlağın tanımlanmış bir uzunluğa ulaşmasına kadar geçen çevrimler.
3. **Son kopma ömrü** Çatlağın tespit edilmesinden kararsız kopmaya veya gerekli yük taşıma kapasitesinin kaybına kadar geçen çevrimler.

Üç aşama arasında yararlı bir ayrım yapılabilir:

1\. **Çatlak başlatma ömrü**: Genellikle bir yüzeyde veya gerilme yığılmasının bulunduğu bölgede, belirli boyutta bir çatlağın oluşması için gereken çevrim sayısı. 2. **Tespit edilebilir çatlak ilerleme ömrü**: Bu durumdan, muayenenin çatlağı güvenilir biçimde belirleyebilmesine veya çatlağın tanımlanmış bir uzunluğa ulaşmasına kadar geçen çevrim sayısı. 3. **Son kırılma ömrü**: Tespit edilen çatlaktan kararsız kırılmaya veya gerekli yük taşıma kapasitesinin kaybına kadar geçen çevrim sayısı.

Parlatılmış bir laboratuvar numunesi, kasıtlı olarak oluşturulmuş bir çatlak içermeyebilir; bu nedenle bildirilen ömrü, çatlak başlatma ve ilerleme aşamalarını birlikte kapsayabilir. Kırılma mekaniği değerlendirmesi ise varsayılan bir kusurla başlayabilir ve yalnızca çatlak ilerlemesini hesaplayabilir. Bu sonuçlar birbirinin yerine kullanılamaz.

**Yorulma dayanımı**, belirli bir yorulma ömrü ve kırılma ölçütüyle ilişkili gerilme düzeyidir. Örneğin bir deney, 106 çevrimde kırılmaya yol açan gerilme aralığını bildirebilir. Dayanıklılık sınırı daha dar kapsamlı bir ifadedir: Seçilen numunenin, deneyle incelenen veya tanımlanan ömür aralığı içinde kırılmasının beklenmediği gerilme düzeyidir. Bu değer, söz konusu çelikten üretilen her parçanın otomatik olarak kalıcı bir özelliği değildir.

Makalede ele alınan standartların ve teknik kaynakların kronolojisi.

\[1\] \[1\] [**ASTM E466-21: Standard Practice for Conducting Force Controlled Constant Amplitude Axial Fatigue Tests of Metallic Materials**](https://store.astm.org/e0466-21.html). ASTM International. 2021.

Gerilme–ömür yöntemi, gerilme genliğini veya gerilme aralığını kırılmaya kadar geçen çevrim sayısına karşı ifade eder ve genellikle Basquin tipi bir kuvvet yasası kullanır. Federal Highway Administration, çelik S–N eğrilerini, logaritmik eksenlerde gerilme aralığının kırılmaya kadar geçen çevrim sayısına karşı çizimleri olarak tanımlar. ISO 1099:2017, belirtilen gerilme oranlarında, ortam sıcaklığında, sabit genlikli ve eksenel kuvvet kontrollü deneyleri tanımlar. ASTM E466-21 ise oda sıcaklığında, havada, çentiksiz ve çentikli metalik numunelere uygulanan kuvvet kontrollü, sabit genlikli eksenel yüklemeyi kapsar. Sonucu belirleyen, bu koşullardır.

Gerilme oranı önemlidir; çünkü minimum ve maksimum gerilmeler çatlak açılmasını, plastikleşmeyi ve ortalama gerilme etkilerini etkiler. Sıfır ile çekme arasındaki bir çevrim, gerilme genliği aynı olsa bile tamamen tersinir bir çevrime eşdeğer değildir. Yükleme frekansı, sıcaklık, korozyon ve dalga biçimi de ölçülen ömrü değiştirebilir.

### Çevrimsel gerilme neden statik dayanımdan farklıdır?

Akma dayanımı ve çekme dayanımı, belirli monotonik yükleme koşulları altındaki direnci tanımlar. Ancak bu değerler tek başlarına yorulma performansını belirlemez. Akma dayanımları benzer olan iki çelik, temizlik derecesi, inklüzyonlar, ısıl işlem, tane yapısı, artık gerilme, yüzey durumu veya çatlak ilerleme davranışındaki farklılıklar nedeniyle farklı S–N eğrileri verebilir. Buna karşılık, kontrol edici kusur bir kaynak ayağı, korozyon çukuru, işleme izi veya başka bir çentik olduğunda, dayanımın artırılması yorulma ömründe orantılı bir artış sağlayacağını garanti etmez.

Çelik sınıfı ve ısıl işlem tanımlaması bağlam sağlar; ancak bileşenin yorulması çoğu zaman yerel detay tarafından belirlenir.
| Malzeme veya detay | Tanımlamanın belirttiği şey | Neden tek başına yorulma ömrünü öngörmediği |
|---|---|---|
| ASTM A36 çeliği | Belirlenmiş kalite ve dayanım gereklilikleri | Kaynaklı bir detayda belirleyici olan kaynak profili ve artık gerilme olabilir |
| ASTM A572/A572M Sınıf 50 çeliği | Belirlenmiş daha yüksek dayanımlı yapı çeliği sınıfı | Nominal dayanım; çentik, yüzey, kaynak veya korozyon etkilerini tanımlamaz |
| ASTM A514/A514M levhası | Su verilmiş ve temperlenmiş yüksek dayanımlı levha | Yüksek dayanım, yorulma ömründe orantılı bir iyileşmeyi garanti etmez |

Kalite sınıfları bu sınırlamayı gösterir. ASTM A36 çeliği, ASTM A572/A572M Grade 50 çeliği ve su verilmiş ve temperlenmiş ASTM [A514](/tr/malzemeler/malzeme-numarası/1.8974 " — bileşim, karşılıklar ve standartlar")/A514M levhası, belirtilen dayanım düzeyleri ve metalurjik koşullar bakımından farklıdır; ancak kaynaklı bir detayda davranışı, ana levhanın nominal akma dayanımından çok kaynak profilinin ve artık gerilmenin belirlemesi mümkündür. Kaynaklı bir birleşimde yorulma kategorisi genellikle detayın geometrisine, kaynak biçimine, gerilme yönüne ve olası çatlak konumuna bağlıdır.

Düşük ve orta çevrim sayılarında çevrimsel plastik şekil değiştirme baskın olabilir; bu durumda gerilme–ömür eğrisinden çok şekil değiştirme–ömür yönteminin kullanılması daha uygun olabilir. Yüksek çevrim sayılarında nominal gerilme akma dayanımının altında kalırken, bir çentikteki yerel gerilme elastik tahmini aşabilir. Bu nedenle yorulma, genel kesitin bir kez akıp akmadığından çok, tekrarlı yerel hasarla ilgilidir.

#### Sınırsız bir dayanım sınırı varsaymayın

Yatay bir S–N kuyruğu yalnızca test edilen ömür aralığını yansıtabilir. Yüksek dayanımlı çeliklerde yaklaşık 10^7 çevrimden sonra ikinci bir azalma görülebilir; bu nedenle çok yüksek çevrimli hizmet, amaçlanan ömür aralığını kapsayan kanıt gerektirir.

Görünen dayanıklılık sınırı, incelenen çevrim aralığına da bağlıdır. 2019 tarihli *The gigacycle fatigue strength of steels: a review of structural and operating factors* başlıklı derleme, düşük dayanımlı çeliklerin çoğunlukla yaklaşık yatay bir S–N asimptotu gösterdiğini; yüksek dayanımlı çeliklerde ise yaklaşık 107 çevrimden sonra ikinci bir düşüş görülebileceğini bildirmektedir. 107 çevrime kadar düz görünen bir eğri, otomatik olarak 109 çevrime kadar uzatılmamalıdır.

### Malzeme verileri ile bileşen ve detay verileri

Bir malzemenin S–N eğrisi; belirli bir numune, üretim koşulu, geometri, ortam, yükleme türü, gerilme oranı ve kırılma tanımı için temel veridir. Bu veri koşula bağlı bir kanıttır; malzeme kalitesi için değişmez bir sabit değildir. ASTM E466-21 hem çentiksiz hem de çentikli numunelere izin verir; ancak elde edilen eğriler, test edilen bu konfigürasyonları tanımlar.

Gerçek bir bileşende boyut etkileri, yüzey kalitesi, artık gerilme, delikler, dişler, temas yükleri, hizasızlık, yerel gerilme yığılması, sıcaklık ve korozyon gibi ek etkenler bulunur. Laboratuvar havasında test edilen düzgün ve parlatılmış bir kupon, gerekli doğrulama yapılmadan korozyona uğramış bir mile, işlenmiş bir çentiğe veya kaynak ayağı bulunan bir köprü bağlantısına uygulanamaz.

Tasarım verileri çoğu zaman detaya özgüdür. Steel Construction Institute tarafından yayımlanan 2018 tarihli NSC Technical Digest, belirli bir yükleme spektrumu altında belirli bir detay için kümülatif hasarın doğrusal olarak toplandığı; düz çelik elemanlar, kaynaklı birleşimler ve kaynaklı bağlantı elemanlarına ait eğriler kullanılarak yorulma değerlendirmesi yapılmasını açıklamaktadır. Kaynaklı çelik detaylar için AISC bridge-fatigue manual, tasarım S–N eğrilerini logaritmik ortalama yorulma ömrü verilerinin iki standart sapma altında konumlandırır; bu yaklaşık %97,5 hayatta kalma oranına karşılık gelir. Bu istatistiksel alt sınır bir tasarım tercihidir; yeni bir metalurjik özellik değildir.

Değişken genlikli işletme yüklemesi başka bir ayrım daha ortaya çıkarır. Bir bileşen, çok sayıdaki küçük çevrim arasında ara sıra yüksek gerilme aralıklarına maruz kalabilir; bu nedenle öngörülen ömür, tam yükleme spektrumuna ve kullanılan hasar kuralına, çoğunlukla doğrusal kümülatif hasar değerlendirmesine bağlıdır. Dolayısıyla ilgili soru “Bu kalite sınıfının dayanıklılık sınırı nedir?” değil, “Bu detay, yükleme geçmişi, ortam ve gerekli kırılma ölçütü için hangi deney veya tasarım eğrisi temsil edicidir?” sorusudur.

## S–N Eğrileri Nasıl Oluşturulur ve Okunur?

Bir S–N eğrisi, çevrimsel gerilme ile yorulma ömrü arasındaki ilişkiyi tanımlar. “S”; gerilme genliğini, nominal gerilmeyi veya gerilme aralığını ifade edebilirken “N”, tanımlanmış bir hasar olayıyla ilişkili çevrim sayısını gösterir. Bu eğri, çeliğin evrensel bir özelliği değildir. Bir eğri; belirtilen numuneye, gerilme oranına, yükleme biçimine, yüzey durumuna, sıcaklığa ve istatistiksel işleme bağlıdır.

![Çeliğin Yorulma Özellikleri ve S–N Eğrileri](/images/uploads/1e1bfe70-033d-442f-a372-68c47ffc6481/wiki-inline-a-steel-fatigue-testing-machine-applying-repeated-axial-force-to-a-calibrated-sp-1920x1094.jpg)[](/images/uploads/1e1bfe70-033d-442f-a372-68c47ffc6481/wiki-inline-a-steel-fatigue-testing-machine-applying-repeated-axial-force-to-a-calibrated-sp-1920x1094.avif "Görseli büyüt — Çeliğin Yorulma Özellikleri ve S–N Eğrileri")Constant-amplitude axial testing relates applied cyclic stress to cycles under defined conditions.

### Gerilme–ömür yöntemi ve Basquin tipi ilişkiler

Gerilme–ömür veya S–N yöntemi, numunelerin kırılıncaya ya da belirlenmiş bir testin sonlandırılması (*run-out*) koşuluna ulaşıncaya kadar tekrarlı yükleme altında test edilmesine dayanır. Geleneksel deneyde bir makine, sabit genlikli ve kuvvet kontrollü eksenel yükleme uygular. Farklı gerilme düzeylerinde birden fazla numune test edilir ve her sonuç, uygulanan gerilmeyi kopma çevrimleriyle ilişkilendiren bir nokta sağlar.

Maksimum gerilme σmax ile minimum gerilme σmin arasında değişen çevrimsel bir gerilme için gerilme aralığı şöyledir:

Δσ=σmax−σmin

Gerilme genliği, aralığın yarısıdır:

σa=Δσ2

Ortalama gerilme,

σm=σmax+σmin2

ve gerilme oranı,

R=σminσmax

olarak verilir.

Gerilme aralığı, genlik, ortalama gerilme ve gerilme oranı birbiriyle ilişkilidir; ancak raporlama büyüklükleri olarak birbirlerinin yerine kullanılamaz.
| Büyüklük | Tanım | Açıkladığı şey |
|---|---|---|
| Gerilme aralığı, Δσ | σmax − σmin | Çevrim sınırları arasındaki toplam değişim |
| Gerilme genliği, σa | Δσ/2 | Gerilme aralığının yarısı |
| Ortalama gerilme, σm | (σmax + σmin)/2 | Çevrimdeki ortalama gerilme düzeyi |
| Gerilme oranı, R | σmin/σmax | Minimum ve maksimum gerilme arasındaki ilişki |

Bu büyüklükler aynı çevrimin farklı özelliklerini tanımlar. R=−1 değerindeki bir testte gerilme tamamen tersinirdir; çekme ve basma tepe değerleri eşittir ve ortalama gerilme sıfırdır. Pozitif bir gerilme oranı, her iki sınırın da çekme gerilmesi olarak kalabileceğini gösterir. Gerilme aralıkları aynı olan iki test, ortalama gerilmeleri ve dolayısıyla gerilme oranları farklı olduğunda farklı ömürler verebilir.

Yaygın olarak uydurulan bir ilişki, Basquin tipi kuvvet yasasıdır:

σa=C⁢Nb

veya gerilme aralığının kullanıldığı durumda:

Δσ=C⁢′⁢Nb

Burada C veya C⁢′, deney verilerine uydurulmuş bir sabit; b ise genellikle negatif olan bir katsayıdır. Logaritma alınması, doğrusal bir ilişki verir:

log⁢σa=log⁢C+b⁢log⁢N

Bu denklem, ölçülen aralığın bir modelidir; her çelik koşulu için geçerli olan fiziksel bir yasa değildir. Uydurulan katsayılar; çelik kalitesine, ısıl işleme, numune geometrisine, gerilme oranına, yüzey kalitesine ve seçilen hasar ölçütüne göre değişir. 2024 tarihli *Fatigue Life Assessment of Steel Structure, A State-Of-The-Art-Review* başlıklı derleme, bu gerilme–ömür gösterimini olağan kuvvet yasası biçimi olarak tanımlarken yorulma dayanımı, yorulma ömrü, çatlak başlatma ve çatlak ilerlemesi kavramlarını da birbirinden ayırır. Bir S–N testi genellikle belirtilen hasar koşuluna kadar geçen ömrü kaydeder; çatlağın başlatılması için harcanan çevrimleri, çatlağın ilerlemesi için harcanan çevrimlerden kendiliğinden ayırmaz.

Bu nedenle düz ve çentiksiz bir numune, bir malzeme referans değeri sağlayabilir; ancak bir yapıyı temsil etmeyebilir. İşlenmiş bir çentik yerel gerilmeyi artırır; kaynaklı bir bağlantı ise kaynak ayağı, kaynak kökü, artık gerilme, yerel geometri ve olası kusurlar içerir. Korozyon, tufal, pürüzlülük, numune boyutu, sıcaklık ve yükleme türü de sonucu değiştirebilir. Saf çelik, kaynaklı birleşim ve kaynaklı bağlantı detayları için kendi yorulma verileri veya gerekçelendirilmiş düzeltmeler gerekir.

### Logaritmik eksenler, gerilme aralığı ve kopma çevrimleri

Geleneksel bir S–N grafiğinde, bir logaritmik eksen üzerinde gerilme veya gerilme aralığı, diğer eksen üzerinde ise kopma çevrimleri gösterilir. Federal Karayolları İdaresi, çeliğin yorulma direncini, logaritmik eksenlerde gerilme aralığını kopma çevrimlerine karşı gösteren eğriler kullanarak tanımlar. Her iki eksendeki eşit mesafeler, eşit sayısal artışları değil, eşit oranları temsil eder. 104 çevrimden 105 çevrime yatay hareket, 106 çevrimden 107 çevrime harekette olduğu gibi aynı görsel mesafeyi kaplar.

Bu ölçeklendirme gereklidir; çünkü yorulma ömürleri çoğunlukla birçok mertebeye yayılırken gerilme düzeyleri görece daha sınırlı miktarda değişebilir. Aşağı doğru eğimli bir doğru, çevrimsel gerilmede küçük bir azalmanın ömürde büyük bir artışa karşılık gelebileceği anlamına gelir. Bununla birlikte, grafikteki sembol tanımıyla birlikte okunmalıdır: Δσ temel alınarak oluşturulan bir eğri, iki katsayısı ve gerilme oranı koşulları dikkate alınmadıkça σa temel alınarak oluşturulan bir eğriyle doğrudan karşılaştırılamaz.

Bazı çeliklerde uzun ömürlerde yaklaşık olarak yatay bir S–N asimptotu görülür. 2019 tarihli *The gigacycle fatigue strength of steels: a review of structural and operating factors* başlıklı derleme, bu davranışın düşük dayanımlı çeliklerde yaygın olduğunu; yüksek dayanımlı çeliklerde ise yaklaşık 107 çevrimden sonra ikinci bir düşüş görülebileceğini bildirir. Bu nedenle her çelik kalitesine tek bir dayanıklılık sınırı atamak güvenli değildir. Görünür sınır; test edilen ömür aralığını, iç kapanımları, yüzey durumunu veya testin istatistiksel çözünürlüğünü yansıtabilir.

Çevrim sonuna ulaşma **Çevrim sonuna ulaşma** Bir numunenin, tanımlanmış kopma ölçütünü karşılamadan planlanan çevrim sayısına kadar dayandığı test sonucu. Çevrim sonuna ulaşma sonuçları, sonsuz yorulma ömrünün kanıtı değil, sansürlü gözlemlerdir.

*Run-out* olarak işaretlenen bir sonuç, numunenin belirlenmiş çevrim sayısına kadar testin hasar ölçütünü karşılamadığı anlamına gelir. Bu, kırılmanın hiçbir zaman meydana gelemeyeceğinin kanıtı değildir. *Run-out* sonuçları sansürlü gözlemlerdir ve özellikle çok sayıda numune planlanan test süresince hayatta kaldığında eğri uydurmasını etkiler. Tekrarlı deneyler önemlidir; çünkü nominal olarak özdeş numuneler farklı ömürlerde kırılır. Ortalama eğilim, saçılma bandı ve tasarım alt sınırı farklı sorulara yanıt verir.

Kaynaklı detay tasarımına ilişkin S–N eğrileri, yorulma ömrü verilerinin logaritmik ortalamasının iki standart sapma altında konumlandırılabilir; bu, belirtilen varsayımlar altında yaklaşık %97,5 sağkalıma karşılık gelir. Strong evidence

Kaynaklı çelik detayları için AISC *Manual for Repair and Retrofit of Fatigue Cracks in Steel Bridges*, tasarım S–N eğrilerinin logaritmik ortalama yorulma ömrü verilerinin iki standart sapma altında konumlandırıldığını ve bunun belirtilen istatistiksel varsayımlar altında yaklaşık %97,5 sağkalıma karşılık geldiğini belirtir. Bu alt sınır eğrisi, bir detay kategorisi için kullanılan tasarım uzlaşısıdır; ana levhanın evrensel bir özelliği değildir.

### ISO 1099:2017 ve ASTM E466-21 test koşulları \[2\] \[2\] [**ISO 1099:2017: Metallic materials — Fatigue testing — Axial force-controlled method**](https://www.iso.org/standard/67847.html). International Organization for Standardization. 2017.

ISO 1099:2017, belirli gerilme oranlarında uygulanan gerilme ile kopma çevrimleri arasındaki ilişkileri elde etmek amacıyla metalik numuneler üzerinde ortam sıcaklığında, sabit genlikli ve eksenel kuvvet kontrollü yorulma testlerini tanımlar. Standart, test çerçevesini belirler; ortaya çıkan eğri ise kullanılan numuneye ve koşullara bağlı kalır. “Ortam sıcaklığı”, sıcaklığın önemsiz olduğu anlamına gelmez. Raporlanan bir testte gerçek test ortamı ve anlamlı sıcaklık değişimleri belirtilmelidir.

ASTM E466-21, oda sıcaklığında havada çentiksiz ve çentikli metalik numuneler üzerinde kuvvet kontrollü, sabit genlikli eksenel yorulma testlerini kapsar. Bu nedenle farklı numune biçimlerinin karşılaştırılmasına izin verir; ancak çentikli bir sonuç, çentiksiz bir malzeme eğrisiyle birbirinin yerine kullanılmamalıdır. Çentik geometrisi yerel gerilme alanını değiştirir ve çatlak başlatmayı etkileyebilir.

Bu standartların hiçbiri, tek başına bir testi bileşen yeterlilik testine dönüştürmez. Eksenel kuvvete binen eğilme nedeniyle yerel gerilme değişebileceğinden ve amaçlanan yükleme koşulu geçersiz hale gelebileceğinden, doğru hizalama zorunludur. Isınma, çevreyle etkileşim, makine dinamiği ve hıza duyarlı etkiler ömrü etkileyebileceği için yükleme frekansı raporlanmalı ve kontrol edilmelidir; standardın varlığından hareketle tek bir frekans varsayılmamalıdır. Numune boyutları, işleme yönü, yüzey kalitesi, kavrama koşulları, kalite ve üretim geçmişi, gerilme oranı ve hasar tanımı da sonucun bir parçasıdır.

Hizmet koşullarındaki değerlendirme için mühendisler, ilgili saf veya kaynaklı detaya uyan bir eğri seçer ve uygulanan yükleme spektrumunu gerilme çevrimlerine dönüştürür. Steel Construction Institute tarafından yayımlanan 2018 tarihli NSC Technical Digest, belirli bir detay için hasarın doğrusal olarak toplandığı kümülatif hasar değerlendirmesini açıklar. Bu hesaplama ancak nominal veya yerel gerilme tanımları, detay geometrisi, çevrim sayıları ve S–N eğrisi uyumlu varsayımları paylaştığında anlamlıdır. Bir laboratuvar eğrisi kanıttır. Ancak tek başına, yapının bağlantısını, çentiğini, kaynağını, yüzeyini veya yükleme spektrumunu göz ardı etme izni vermez.

## Çelik Kalitesi Tek Başına Yorulma Ömrünü Neden Öngöremez?

Bir çelik kalitesi, belirlenmiş bir bileşim, dayanım ve üretim gereklilikleri aralığını tanımlar; her hizmet koşulunda geçerli tek bir yorulma performansını tanımlamaz. Örneğin ASTM A36, ASTM A572 Grade 50 ve ASTM A514 akma ve çekme dayanımları bakımından önemli ölçüde farklıdır; ancak yorulma ömürleri yalnızca çekme dayanımına göre sıralanamaz. Yorulma kırılması; yerel bir ayrıntıdaki çevrimsel gerilme, çatlak oluşumu ve çatlak ilerlemesi tarafından belirlenir. Bu unsurlar, ana metalin nominal dayanımından çok kaynak ayağı, işleme izi, kalıntı veya korozyon çukuru tarafından kontrol edilebilir.

Bu nedenle bir malzemenin S–N eğrisi; belirli bir numune, işlem yöntemi, geometri, yükleme biçimi, gerilme oranı ve çevre koşulları için temel kanıttır. Parça testlerinin veya tasarım ayrıntılarına ilişkin verilerin evrensel bir ikamesi değildir.

### Dayanım düzeyi, mikroyapı ve gigadöngü rejimi

Akma dayanımının artırılması, özellikle çatlak oluşumunun kırılmayı kontrol ettiği durumlarda, düzgün ve parlatılmış numunelerde yorulma dayanımını artırabilir. Ancak bu artış orantılı değildir. Isıl işlem; tane boyutunu, martenzit veya beynit miktarını, karbür dağılımını, sertlik gradyanlarını ve kalıntılara duyarlılığı değiştirir. Bunun sonucunda aynı kalite tanımını karşılayan iki farklı ergitme, yorulma sonuçlarında farklı saçılmalara yol açabilir. Soğuk şekillendirme, çekme artık gerilmesi oluştururken veya kritik bir konumda sünekliği azaltırken yüzey sertliğini artırabilir.

Uzun ömürlerde geleneksel varsayım özellikle güvenilmez hâle gelir. 2019 tarihli *The gigacycle fatigue strength of steels: a review of structural and operating factors* incelemesi, düşük dayanımlı çeliklerde genellikle yaklaşık yatay bir S–N asimptotunun oluştuğunu bildirmektedir. Bu aralıkta, kesintisiz bir Basquin kuvvet yasasının basit biçimde öne sürdüğü gibi, ek çevrimler sürekli olarak daha düşük bir gerilme gerektirmez. Yüksek dayanımlı çelikler farklı davranabilir: İnceleme, yaklaşık 107 çevrimden sonra S–N eğrisinde ikinci bir düşüş olasılığını açıklamaktadır. Genellikle yüzeyin altında bulunan metalik olmayan kalıntılarda iç çatlak oluşumu, bu çok yüksek çevrimli davranışın açıklamalarından biridir.

Bu ayrım; döner makineler, yaylar, demiryolu bileşenleri ve yüz milyonlarca veya milyarlarca çevrim boyunca hizmet vermesi beklenen diğer parçalar açısından önemlidir. 106 veya 107 çevrimde durdurulan bir test, daha sonra ortaya çıkan bir kırılma mekanizmasını gözden kaçırabilir. Buna karşılık, tek bir veri kümesinden çıkarılan yatay bir “yorulma sınırı”, başka bir çeliğe, yüzey koşuluna veya kalıntı popülasyonuna aktarılmamalıdır.

ISO 1099:2017, seçilmiş gerilme oranlarında, ortam sıcaklığında, sabit genlikli ve eksenel kuvvet kontrollü yorulma testlerini belirtir. ASTM E466-21 ise havada ve oda sıcaklığında, çentiksiz ve çentikli metalik numunelerin kuvvet kontrollü, sabit genlikli eksenel testlerini kapsar. Bu koşullar, elde edilen eğrinin ne anlama geldiğini tanımlar. Ancak her hizmet yükünü yeniden oluşturmaz. Gerilme oranı, çekme–basma ile eğme veya burulma arasındaki fark, ortalama gerilme, yük dizisi ve değişken genlikli hasar, ölçülen ilişkiyi değiştirebilir.

### Çentikler, boyut etkileri ve yerel gerilme yığılması

Nominal gerilme, çatlak oluşumunu öngörmek için çoğu zaman yanlış gerilmedir. Bir delikte, kama yuvasında, vida dişi dibinde, keskin bir pah geçişinde, kaynak ayağında veya işleme oluğunda elastik gerilme yığılması, yerel alternatif gerilmeyi kesit ortalamasından daha yüksek bir düzeye çıkarır. Plastiklik gelişirse ömrü, elastik nominal gerilmeden ziyade yerel şekil değiştirme geçmişi kontrol edebilir. Bu durumda yüksek dayanımlı bir kalite, çentik duyarlılığı ve azalmış sünekliği küçük bir kusuru daha önemli hâle getirdiği için düzgün numunedeki avantajının büyük bölümünü kaybedebilir.

Bir parçanın boyutu da sonucu değiştirir. Daha büyük bir hacim daha fazla kalıntıyı örnekler ve daha fazla olası çatlak oluşum bölgesi içerir; daha büyük bir yüzey ise çizikler, çukurlar ve eksik ergime için daha geniş bir alan sunar. Gerilme gradyanları büyük bir parçada daha elverişsiz olabilir ve yüksek gerilmeye maruz kalan hacim, laboratuvar numunesindekinden çok daha büyük olabilir. Bunlar yalnızca boyutsal ölçekleme değil, istatistiksel ve mekanik boyut etkileridir.

Düz çelik ile yapısal bir ayrıntı arasındaki fark, tasarım uygulamalarında açıkça ortaya konmuştur. Federal Highway Administration, çeliğin yorulma direncini, logaritmik eksenlerde gerilme aralığını kırılmaya kadar olan çevrim sayısına karşı gösteren S–N eğrileriyle açıklamaktadır. Steel Construction Institute tarafından yayımlanan 2018 tarihli NSC Technical Digest, belirli düz çelik, kaynaklı birleşim ve kaynaklı bağlantı ayrıntıları için geliştirilmiş eğrileri ve ilgili ayrıntı için kümülatif hasar değerlendirmesini açıklamaktadır. Kaynaklı çelik için AISC bridge-fatigue manual, tasarım S–N eğrilerini logaritmik ortalama yorulma ömrü verilerinin iki standart sapma altında konumlandırır; bu, yaklaşık %97,5 sağ kalıma karşılık gelir. Bu istatistiksel alt sınır yalnızca çelik levhanın bir özelliği değildir. Test verileriyle temsil edilen ayrıntının kalitesini ve geometrisini de içerir.

Bu nedenle düzgün bir ASTM numunesi, gerekli nitelendirme yapılmadan kaynaklı bir köprü bağlantısının yerine kullanılamaz. Kaynak ayağı yarıçapı, alttan kesme, artık gerilme, distorsiyon, kaynak profili ve olası eksik ergime, farklı bir yorulma problemi tanımlar.

### Yüzey kalitesi, artık gerilme, sıcaklık ve çevre

Yüzey koşulu, yorulmanın ilk aşamasını sıklıkla kontrol eder. Parlatma, işleme oluklarını giderebilir ve etkin çentik şiddetini azaltabilir; tornalama, taşlama yanıkları, tufal ve kaba frezeleme ise çatlak başlatıcı görevi gören yönlenmiş izler bırakabilir. Bilyalı dövme veya diğer yüzey işlemleri, basma artık gerilmesi oluşturabilir ve çatlak oluşumunu geciktirebilir. Buna karşılık kaynak, doğrultma, işleme ve pres geçme işlemleri çekme artık gerilmesi oluşturabilir; bu da elverişli bir nominal ortalama gerilmenin faydasını azaltır. Artık gerilme, çevrimsel yükleme sırasında veya yüksek sıcaklıkta gevşeyebilir; bu nedenle etkisi kalıcı bir kalite düzeltmesi olarak kabul edilemez.

Sıcaklık; dayanımı, sünekliği, oksidasyonu ve çatlak ilerleme davranışını değiştirir. Düşük sıcaklıkta azalan tokluk, çatlağın bir kusura karşı toleransını azaltabilir. Yüksek sıcaklıkta sürünme etkileşimi, yumuşama, oksidasyon ve ısıl çevrim, S–N tepkisini yeniden şekillendirebilir. Korozyon daha da zararlıdır: Bir çukur yerel bir çentik oluştururken korozyon yorulması, yeni oluşan çatlak ucunu çevreye tekrar tekrar maruz bırakır. Boya, katodik koruma, drenaj ve klorür maruziyeti, çelik tanımı değişmeden ömrü değiştirebilir.

Yükleme türü ve yük spektrumu, problemi tamamlar. Sabit genlikli eksenel veriler; eğme, burulma, temas yüklemesi, ısıl gerilme veya aşırı yükler ile küçük çevrimlerden oluşan bir diziyi doğrudan tanımlamaz. Tasarım değerlendirmelerinde doğrusal kümülatif hasar hesaplamalarıyla birlikte ayrıntıya özgü S–N eğrileri kullanılabilir; ancak seçilen eğri, gerilme aralığı, gerilme oranının ele alınış biçimi ve çevrim histogramı gerçek parçaya karşılık gelmelidir. Kalite dayanımı girdilerden yalnızca biridir. Geometri, işlem, yüzey durumu, çevre ve istatistiksel tasarım temeli çoğu zaman sonucu belirler.

## Kaynaklı Çelik Detaylar Kendi Yorulma Eğrilerini Gerektirir

![Çeliğin Yorulma Özellikleri ve S–N Eğrileri](/images/uploads/f1d31688-4def-4fa9-b4c3-d1b6c0ce8c2d/wiki-inline-a-steel-welded-joint-showing-the-weld-toe-weld-root-attachment-undercut-and-fati-1520x1920.jpg)[](/images/uploads/f1d31688-4def-4fa9-b4c3-d1b6c0ce8c2d/wiki-inline-a-steel-welded-joint-showing-the-weld-toe-weld-root-attachment-undercut-and-fati-2027x2560.avif "Görseli büyüt — Çeliğin Yorulma Özellikleri ve S–N Eğrileri")Weld geometry and imperfections can control fatigue resistance more strongly than parent-plate strength.

### Kaynak ayakları, kökleri, ek parçaları ve geometrik süreksizlikler

Kaynaklı bir birleşim, ana levhadan kesilmiş ve yüzeyi parlatılmış bir deney numunesi gibi davranmaz. Yorulma dayanımı; kaynak geometrisi, kaynak ayağı yarıçapı, kök profili, ek parçasının şekli, levha kalınlığı, hizalama, artık gerilme, deformasyon ve imalat ya da kullanım sırasında geride kalmış çatlak benzeri kusurlar dâhil olmak üzere detayın bütününe bağlıdır. Çeliğin kalitesi hâlâ önemlidir; ancak kırılma mekanizmasının yalnızca bir bölümünü oluşturur.

Bir kaynak ayağında kaynak yüzeyi, geometrik bir geçiş bölgesinde ana levhayla birleşir. Küçük kaynak ayağı yarıçapı, aşırı dışbükeylik, kesilme, taşma veya ani sonlanma yerel gerilmeyi artırır. Kaynak kökü daha da kritik olabilir. Kök nüfuziyetinin yetersiz olması, ergime eksikliği, gözeneklilik, cüruf kalıntıları ve elverişsiz bir kök çentiği, servis yüklemesi başlamadan önce kısa çatlak benzeri kusurlar oluşturur. Yorulma çatlakları genellikle levhanın bozulmamış bir bölgesinde değil, bu konumlarda veya bunların yakınında başlar.

Ek parçaları ilave gerilme yığılmalarına yol açar. Bir kiriş başlığına enine kaynakla bağlanan rijitleştirici, başlık boyunca kuvvet akışını kesintiye uğratırken, ortotropik bir köprü tabliyesindeki nervür-tablo kaynağı, tekerleklerin neden olduğu gerilme çevrimlerine maruz kalan küçük bir kaynak hattı üzerinden yük aktarır. Boyuna ek parçaları, gusset levhaları, konsollar, kapak levhaları ve kaynaklı onarımların her biri membran gerilmesi, eğilme gerilmesi ve ikincil deformasyondan oluşan kendine özgü bir bileşim meydana getirir. Kaynaktan kaynaklanan deformasyon da artık eğilme ve hizasızlık bırakabilir; bu nedenle nominal tasarım geometrisi gerçek gerilme alanını temsil etmeyebilir.

Artık çekme gerilmesi, çatlak büyümesini ve çatlak ucundaki etkin gerilme oranını etkiler. Büyük ölçüde kısıtlanmış bir birleşimde kaynak işlemi, malzemenin akma dayanımına yakın çekme artık gerilmesi bırakabilir. Bu durum, uygulanan ortalama gerilmeden bağımsız olarak her kaynaklı detayın aynı yorulma dayanımına sahip olduğu anlamına gelmez; ancak basma yönündeki nominal ortalama gerilmenin olumlu etkisinin kaynaklı birleşimlerde, yüzeyi parlatılmış ve kaynaklanmamış deney numunelerine kıyasla neden çoğu zaman daha küçük olduğunu açıklar. Yüzey korozyonu, fretting, darbe hasarı ve daha önce gerçekleştirilmiş bir yorulma onarımı dayanımı daha da azaltabilir.

Dolayısıyla ana malzeme kalitesi, detayın yerine kullanılamaz. ASTM A36 çeliği, ASTM A572/A572M Grade 50 çeliği veya ASTM A709/A709M Grade 50 çeliğinden imal edilmiş bir kaynaklı birleşim, kaynak konfigürasyonu ve kırılma konumu belirleyici özellikler olduğunda benzer bir yorulma kategorisine girebilir. Akma dayanımının artırılması, aynı çentiği ve imalat kusurunu içeren bir kaynak ayağının yorulma dayanımını orantılı olarak artırmaz.

### Nominal gerilme, sıcak nokta gerilmesi ve yerel gerilme

Bir S–N eğrisi ancak gerilme tanımı, eğrinin türetilmesinde kullanılan tanımla uyumlu olduğunda anlamlıdır. Federal Highway Administration, çelik yorulma dayanımını, logaritmik eksenlerde gerilme aralığını kırılmaya kadar geçen çevrim sayısına karşı gösteren eğrilerle açıklar. Çoğunlukla Basquin tipi bir güç yasasıyla ifade edilen gerilme–ömür formülasyonunda, seçilen gerilme aralığı, belirtilen kırılma kriterine ulaşmak için gerekli çevrim sayısıyla ilişkilendirilir.

Nominal gerilme, süreksizlikten uzakta hesaplanan ortalama eksenel, eğilme veya kayma gerilmesidir. Prizmatik bir levha ya da deney verileri aynı büyüklük kullanılarak raporlanmış, sınıflandırılmış bir kaynaklı detay için kullanışlıdır. Nominal gerilme eğrisi, kaynak ayağındaki sonlu elemanlar analizinden elde edilen tepe gerilmesiyle gelişigüzel eşleştirilmemelidir; bu iki değer farklı fiziksel etkileri içerir.

#### Kaynaklı detaylar için kullanılan gerilme tanımları

Nominal gerilme

Süreksizlikten uzakta hesaplanan ortalama eksenel, eğilme veya kayma gerilmesi.

Sıcak nokta gerilmesi

Kaynak profilinin çok yerel çentik etkisi dışarıda bırakılarak kaynak ayağı yakınında tahmin edilen yapısal gerilme.

Yerel gerilme

Kaynak ayağındaki veya kökündeki çentik etkisini içeren ve tanımlanmış bir sonlu referans gerilmesi ya da çentik yarıçapı gerektiren gerilme.

Sıcak nokta gerilmesi, birçok prosedürde yapısal gerilme olarak da adlandırılır ve keskin çentikten kısa bir mesafe uzaktaki noktalardan elde edilen gerilmelerin ekstrapolasyonu yoluyla kaynak ayağındaki gerilmeyi tahmin eder. Ek parçası ile levha geometrisinin neden olduğu yapısal gerilme yığılmasını kapsar; ancak kaynak profilinin çok yerel çentik etkisini kapsam dışında bırakır. Kesin kaynak ayağı yarıçapının numuneler arasında değiştiği veya kabuk modelinde güvenilir biçimde temsil edilemediği durumlarda bu yaklaşım yararlıdır.

Yerel gerilme, kaynak ayağındaki veya kökündeki çentik etkisini içerir. Bu gerilme; ayrıntılı bir katı sonlu elemanlar modelinden, çentik gerilmesi yönteminden veya ölçülmüş bir kaynak profilinden elde edilebilir. Tamamen keskin bir geometrik köşedeki teorik tepe gerilmesi tekil olabileceğinden, analist sonlu bir referans gerilmesi veya çentik yarıçapı tanımlamalıdır. Yerel gerilmeye, nominal gerilmeye ve sıcak nokta gerilmesine dayalı S–N verileri birbirlerinin yerine kullanılamaz.

Bu ayrım uygulamada önemlidir. ISO 1099:2017 koşullarında test edilen düzgün bir eksenel deney numunesi, kuvvet kontrollü ve üniform bir gerilme alanına sahiptir. ASTM E466-21, oda sıcaklığında havada, çentiksiz ve çentikli metalik deney numunelerinin sabit genlikli eksenel yüklemesini kapsar. Bu standartların hiçbiri, düz bir deney numunesini kaynaklı bir köprü ek parçasına eşdeğer kılmaz. Gerilme oranı, yükleme türü, yüzey kalitesi, boyut, sıcaklık ve numunenin işlenme süreci sonuçların tümünü etkiler.

### Detay sınıflandırması ve ana metal verilerinin sınırları

Bu nedenle yorulma tasarımında detaya özgü eğriler kullanılır. Steel Construction Institute’ın *NSC Technical Digest* yayını, çelik yapılardaki hasarın belirli düz çelik, kaynaklı birleşim veya kaynaklı ek parçası detayları için geliştirilmiş S–N eğrileriyle değerlendirildiğini ve seçilen bir detay için belirli bir spektrum altındaki çevrim hasarının doğrusal olarak toplandığını belirtir. Düz bir levha için kullanılan eğri; nervür-tablo kaynağı, rijitleştirici sonlanması, bulonlu birleşim veya onarılmış bir köprü detayı için aynı izin verilebilir gerilme aralığının kullanılmasına gerekçe oluşturmaz.

Tasarım sınıflandırmaları, çatlak başlatma davranışı karşılaştırılabilir olan detayları gruplandırır ve eğrinin hangi gerilme büyüklüğüne uygulanacağını belirtir. Belirleyici kategori; enine alın kaynağı, kaynak ayağı, kaynak kökü, ek parçası ucu, cope, başlık birleşimi veya başka bir özellik tarafından belirlenebilir. FHWA köprü kılavuzları ve AISC yorulma hükümleri, bir çelik kalitesine tek bir evrensel dayanıklılık sınırı atamak yerine bu detaya dayalı yaklaşımı kullanır.

İstatistiksel temel, geometri kadar önemlidir. AISC’nin *Manual for Repair and Retrofit of Fatigue Cracks in Steel Bridges* yayını, kaynaklı detay tasarımına yönelik S–N eğrilerini, logaritmik ortalama yorulma ömrü verilerinin iki standart sapma altına yerleştirilen alt sınır eğrileri olarak açıklar; belirtilen istatistiksel varsayımlar geçerli olduğunda bu, yaklaşık %97,5 hayatta kalma olasılığına karşılık gelir. Bu eğri, her numunenin ortalama performansı değil, bir tasarım sınırıdır.

Düz çeliğe ilişkin veriler malzeme için bir başlangıç düzeyi oluşturabilir; ancak aktarım, savunulabilir bir gerilme yığılması ve düzeltme yöntemi gerektirir. Düzgün ve parlatılmış bir deney numunesinde çatlak, ancak çok sayıda çevrim boyunca gerçekleşen yerel kaymadan sonra başlayabilirken, bir kaynak ayağında çatlak bir kesilme veya eksik ergime kusurundan başlayabilir. Korozyondan hasar görmüş bir levhanın yüzey koşulu farklıdır; onarılmış bir köprü detayında artık deformasyon ve yeni bir kaynak ucu bulunabilir; değişken genlikli trafik spektrumu ise sabit genlikli deneylerde bulunmayan yükleme sırası etkileri ve zaman zaman oluşan aşırı yükler meydana getirir.

#### Uzun ömür kuyruğunu dikkatle okuyun

Düşük dayanımlı çelikler genellikle yaklaşık yatay bir S–N asimptotu gösterirken, yüksek dayanımlı çeliklerde yaklaşık 10^7 çevrimden sonra ikinci bir azalma görülebilir. Görünürdeki plato; malzemeye, detaya, yüzey durumuna, inklüzyon topluluğuna, ortama ve test edilen ömür aralığına bağlıdır.

İddia edilen dayanıklılık sınırı da dikkatle ele alınmalıdır. 2019 tarihli *The Gigacycle Fatigue Strength of Steels: A Review of Structural and Operating Factors* incelemesi, düşük dayanımlı çeliklerin çoğu zaman yaklaşık yatay bir S–N asimptotu gösterdiğini, yüksek dayanımlı çeliklerde ise yaklaşık 107 çevrimden sonra ikinci bir düşüş görülebileceğini bildirir. Kaynaklı bir detay, kaynak kusurları, artık gerilme, korozyon ve tekrarlı çatlak büyümesi sonucu belirlediğinden, ana çeliğin görünürdeki platosunu göstermeyebilir. Bu nedenle doğru eğri; levha kalitesi için mevcut en yüksek eğri değil, kaynaklı geometriyle, gerilme tanımıyla, yükleme spektrumu ile gerekli güvenilirlik düzeyiyle uyumlu olan eğridir.

## İstatistiksel Tasarım Eğrileri ve Sağkalım Dayanağı

### Yorulma Verilerindeki Dağılım

Nominal çelik sınıfı, numune geometrisi, yüzey kalitesi ve yükleme geçmişi sıkı biçimde kontrol edilse bile yorulma ömrü dağılım gösterir. Görünüşte aynı olan iki numune, önemli ölçüde farklı çevrim sayılarından sonra kırılabilir. İnklüzyonlardaki, tane yapısındaki, işleme izlerindeki, artık gerilmedeki, hizalamadaki veya çatlak başlatma bölgelerindeki küçük farklılıklar sonucu değiştirebilir. Bileşen düzeyinde kaynak profili, keskin geçiş, gözeneklilik, birleştirme uyumu, bağlantı rijitliği, korozyon ve muayene geçmişi de ilave değişkenlik yaratır.

Bu nedenle bir S–N eğrisi, tek bir parça için kesin bir ömür tahmini değil, bir sonuçlar popülasyonunu tanımlar. Gerilme–ömür yöntemi, çoğu zaman Basquin tipi bir güç yasası kullanarak gerilmeyi veya gerilme aralığını kırılmaya kadar geçen çevrim sayısıyla ilişkilendirir. Federal Karayolu İdaresi, çeliğin yorulma dayanımını, logaritmik eksenlerde kırılmaya kadar geçen çevrimlere karşı çizilen gerilme aralığı kullanılarak tanımlar. Yorulma ömürleri birkaç mertebeye yayılabildiğinden bu gösterim yararlıdır; ancak temel dağılımı ortadan kaldırmaz.

Deneyin tanımı önemlidir. ISO 1099:2017, belirtilen gerilme oranlarında, ortam sıcaklığında, sabit genlikli ve eksenel kuvvet kontrollü deneyleri tanımlar. ASTM E466-21 ise oda sıcaklığında, hava ortamında, çentiksiz ve çentikli metalik numunelerin kuvvet kontrollü, sabit genlikli eksenel deneylerini kapsar. Her iki yöntemden elde edilen sonuçlar; değişken genlikli bir köprü elemanına, kaynaklı bir ek parçaya veya farklı bir sıcaklık ve gerilme oranında çalışan bir bileşene gelişigüzel aktarılmamalıdır.

Parlatılmış, çentiksiz bir numune, esas olarak belirtilen malzemenin ve deney geometrisinin yorulma tepkisini tanımlayabilir. Bu sonuç, işlenmiş bir çentiği, bulonlu bir bağlantıyı, kaynaklı bir diyaframı veya korozyondan zarar görmüş bir flanşı kendiliğinden temsil etmez. Bu nedenle tasarım uygulamalarında düz çelik, kaynaklı birleşimler ve kaynaklı ek parçalar için ayrıntıya özgü eğriler kullanılır. Steel Construction Institute tarafından yayımlanan 2018 tarihli NSC Technical Digest, ilgili ayrıntı için bir S–N eğrisi seçilerek ve uygulanan gerilme spektrumu üzerindeki hasarın doğrusal olarak toplanmasıyla yorulma değerlendirmesi yapılmasını açıklar.

### Alt Sınır Eğrileri ve Yaklaşık %97,5 Sağkalım

Kaynaklı çelik ayrıntıları için AISC’nin *Çelik Köprülerde Yorulma Çatlaklarının Onarımı ve Güçlendirilmesi El Kitabı* (2013) adlı yayını, tasarım S–N eğrilerini, logaritmik ortalama yorulma ömrü verilerinin iki standart sapma altında konumlandırılan alt sınır eğrileri olarak açıklar. Bu, söz konusu veri kümesi için kullanılan istatistiksel varsayımlar altında yaklaşık %97,5 sağkalıma karşılık gelir. Logaritmik ölçek önemlidir: standart sapmalar, aritmetik ölçekteki doğrudan çevrimlere değil, kırılmaya kadar geçen çevrimlerin logaritmasına uygulanır.

Bu yaklaşım, gözlemlenen ortalama davranış ile tasarımda kullanılan eğri arasında pratik bir güvenlik payı sağlar. Belirtilen çevrim sayısına üretilen her bileşenin %97,5’inin ulaşacağını garanti etmez. Yüzde değeri; deney yapılan ayrıntı ailesi, deney koşulları, istatistiksel model ve varsayılan kırılma tanımı için geçerlidir. Farklı bir profile, artık gerilme durumuna, muayene kalitesine, korozyon etkisine veya yük spektrumuna sahip bir kaynak, aynı popülasyona ait olmayabilir.

Alt sınır eğrisi, bunun altında kalan kırılmaların imkânsız olduğu anlamına da gelmez. İstatistiksel kuyruklar varlığını sürdürür ve model hatası, numuneler arasındaki dağılım kadar önemli olabilir. Ayrıca eğri, seçilen yorulma ölçütüyle ilgilidir; bu ölçüt çoğu zaman deneyde tanımlandığı şekliyle çatlak başlatma veya tam kırılmadır. Dolayısıyla eğri, mutlaka kullanılabilirlik koşullarını, tespit edilebilir çatlakları, sızdırmazlığı veya artık yük taşıma kapasitesini ifade etmez.

### Ortalama Eğriler, Tasarım Eğrileri ve Belirsizlik

Ortalama eğriler, tasarım eğrileri, güven sınırları ve öngörü sınırları farklı istatistiksel amaçlara hizmet eder.
| Eğri veya sınır | Yanıtlanan temel soru | Yorum |
|---|---|---|
| Ortalama regresyon doğrusu | Ortalama logaritmik ömür nedir? | Eşleşen test popülasyonunun merkezi eğilimi |
| Alt sınır tasarım eğrisi | Hangi ihtiyatlı tasarım sınırı seçilir? | Ortalama eğrinin altında belirlenmiş istatistiksel pay |
| Güven sınırı | Tahmin edilen ortalama ne kadar belirsizdir? | Sonlu test örnekleminden kaynaklanan belirsizlik |
| Öngörü sınırı | Bireysel gelecekteki bir sonuç hangi aralıkta yer alabilir? | Popülasyon saçılımını ve uydurulmuş ortalamanın belirsizliğini içerir |

Ortalama regresyon doğrusu, her gerilme aralığında ortalama logaritmik yorulma ömrünü tahmin eder. Eşleşen bir popülasyonun kabaca yarısının bu doğrudan önce, diğer yarısının ise sonra kırılması beklenir; ancak kesin yorum, uydurulan dağılıma ve kırılma olmadan tamamlanan deney sonuçlarının sansürlenmesine bağlıdır. Bu doğru, merkezi eğilimin bir tahminidir; güvenli bir tasarım sınırı değildir.

Alt sınır tasarım eğrisi, uydurulan ilişkiyi AISC’nin iki standart sapma dayanağı gibi öngörülen bir istatistiksel pay kadar aşağı kaydırır. Güven sınırı farklı bir soruyu yanıtlar: Yalnızca sınırlı sayıda deney yapıldığı için tahmin edilen ortalama eğri ne ölçüde belirsizdir? Tahmin sınırı ise gelecekteki tek bir sonucun veya gelecekteki sonuçların belirli bir oranının hangi aralıkta bulunabileceğini ele alır. Güven sınırları, uydurulan popülasyon ortalamasıyla ilgilidir; tahmin sınırları ise uydurulan ortalamadaki belirsizliğin yanı sıra numuneler arasındaki dağılımı da içerir.

Yayımlanmış eğriler karşılaştırılırken bu ayrımlar önem taşır. Bir ortalama etrafındaki dar güven bandı, bileşenlerdeki dağılımın da dar olduğu anlamına gelmez. Buna karşılık muhafazakâr bir tasarım eğrisi, belirli bir sağkalım oranını içerebilir; ancak yanlış kaynak kategorisinin veya yanlış gerilme tanımının seçilmesinden kaynaklanan hataları kapsamayabilir. Nominal gerilme, yerel çentik gerilmesi, gerilme aralığı ve gerilme oranı, eğrinin dayanağıyla uyumlu olmalıdır.

Eğrinin uzun ömür bölgesindeki şekli de mühendislik yargısı gerektirir. Gigacycle yorulması üzerine 2019 tarihli bir inceleme, düşük dayanımlı çeliklerin genellikle yataya yakın bir S–N asimptotuna yaklaştığını, yüksek dayanımlı çeliklerde ise yaklaşık 107 çevrimden sonra ikinci bir düşüş görülebileceğini bildirmektedir. Bu nedenle görünürdeki her yatay bölgeyi evrensel bir yorulma sınırı olarak değerlendirmek güvenli olmayabilir. Belirtilen bir sağkalım dayanağı, ancak malzeme, ayrıntı, yükleme spektrumu, çevre koşulları ve istatistiksel popülasyon karşılaştırılabilir kaldığında anlamlıdır.

## Sabit Genlikli Deneylerden Servis Ömrü Değerlendirmesine

Laboratuvar S–N verileri normal olarak servis sırasında karşılaşılan düzensiz yükleme geçmişlerinden değil, sabit genlikli deneylerden elde edilir. ISO 1099:2017, ortam sıcaklığında, eksenel, kuvvet kontrollü ve seçilmiş gerilme oranlarında gerçekleştirilen sabit genlikli yorulma deneylerini tanımlar. ASTM E466-21 de oda sıcaklığında havada sabit genlikli eksenel yüklemeye maruz bırakılan çentiksiz ve çentikli metalik numuneleri kapsar. Bu yöntemler, uygulanan gerilme ile kopmaya kadar geçen çevrimler arasındaki ilişkiyi yalıtarak incelemeye olanak sağladıkları için değerlidir; ancak bu yalıtma aynı zamanda bir sınırlamadır.

Gerilme–ömür yöntemi, yorulma davranışını kopmaya kadar geçen çevrimlere karşı gerilme veya gerilme aralığı olarak ifade eder. Basquin tipi bir bağıntı çoğunlukla logaritmik eksenlerde uydurulurken, Federal Highway Administration çeliğin yorulma dayanımını gerilme aralığını kopmaya kadar geçen çevrimlere karşı gösteren S–N eğrileriyle tanımlar. Böyle bir eğri, onu oluşturan deney koşullarına aittir. Numune geometrisi, yüzey kalitesi, malzeme işleme yöntemi, gerilme oranı, yükleme türü, sıcaklık ve kopma tanımı gibi unsurların tümü önem taşır.

[S275JR](/tr/malzemeler/malzeme-numarası/1.0044 " — bileşim, karşılıklar ve standartlar") çelik levhadan imal edilmiş, parlatılmış ve düzgün bir numune doğrudan kaynaklı bir köprü bağlantı elemanına uygulanamaz. Bağlantı elemanında bir kaynak ayağı veya kaynak kökü, yerel geometrik süreksizlikler ve artık gerilmeler bulunur; bu nedenle ilgili tasarım eğrisi, ana metal eğrisi değil, kaynaklı detay eğrisidir. İşlenmiş bir çentik, korozyona uğramış bir vinç kirişi ve basınçlı kap nozulu için ayrı değerlendirme yapılması gerekir. Ayrım önemlidir: yorulma dayanımı, belirli bir ömür için direnci; yorulma ömrü, belirli bir gerilme koşuluyla ilişkili çevrim sayısını ifade eder ve bu iki niceliğin hiçbiri tek başına bir çatlak oluştuktan sonraki çatlak ilerlemesini tanımlamaz.

### Değişken genlikli yükleme ve çevrim sayımı

Köprüler, araçlar farklı hızlarda ve farklı ağırlıklarla üzerinden geçerken farklı gerilme aralıklarına maruz kalır. Vinç yapılarında çalıştırma, durdurma, kaldırma ve araba hareketleri görülür. Araçlar hızlanma, frenleme, yol düzensizlikleri ve yük değişimleriyle karşılaşır. Basınçlı ekipman çalışma durumları arasında çevrim yapabilirken döner makinelerde ilk çalıştırma geçiş rejimleri, uzun süreli kararlı çalışma dönemleriyle birleşir. Bunun sonucunda gerilme geçmişi hem gerilme aralığı hem de ortalama gerilme bakımından değişir.

Yağmur akışı sayımı **Yağmur akışı sayımı** Düzensiz bir gerilme-zaman geçmişini, ilişkili gerilme aralıklarıyla birlikte kapalı ve yarım çevrimlere dönüştüren; değişken genlikli yorulma hesaplamalarını mümkün kılan bir çevrim sayma yöntemi.

Bu nedenle bir servis kaydı veya hesaplanmış yük modeli bir gerilme spektrumuna dönüştürülür. Uygulamadaki yöntemlerden biri, spektrumu bloklara ayırmaktır: örneğin yüksek bir gerilme aralığında belirli sayıda çevrim, orta düzeydeki bir aralıkta daha fazla sayıda çevrim ve düşük bir aralıkta çok sayıda çevrim. Yağmur akışı sayımı, ölçülmüş veya benzetilmiş bir gerilme-zaman geçmişini, her birine gerilme aralığı ve genellikle bir ortalama gerilme veya gerilme oranı atanan kapalı ve yarım çevrimlere indirgemek için yaygın olarak kullanılır. Sayılan çevrimler daha sonra doğru yapısal tepkiyle ilişkilendirilmelidir: sınıflandırılmış bir kaynak detayı için nominal gerilme, uygun bir kaynak geometrisi için sıcak nokta gerilmesi veya yöntemin ve verilerin desteklediği durumlarda yerel çentik gerilmesi.

R=σmin/σmax olarak tanımlanan gerilme oranı, özellikle kaynaklanmamış malzemelerde yorulma ömrünü etkileyebilir. Deney verileri ile servis koşullarının farklı R değerlerine sahip olması durumunda ortalama gerilme düzeltmeleri gerekebilir. Kaynaklı detay sınıflandırmaları çoğunlukla artık gerilme varsayımlarını içerir ve parlatılmış numune verileriyle birbirlerinin yerine kullanılamaz. Bir düzeltmeyi iki kez uygulamak veya bir düzeltmeyi doğrulanmış aralığının dışında kullanmak, yanıltıcı bir ömür tahminine yol açabilir.

### Yorulma detayları için doğrusal kümülatif hasar

Her gerilme aralığı bloğu için değerlendirmeyi yapan kişi, gerçek detaya uygun S–N bağıntısını seçer: yalın çelik, cıvatalı bağlantı, bir kaynak kategorisi, kaynaklı bağlantı elemanı veya başka bir sınıflandırılmış özellik. Δσi gerilme aralığında ni çevrim meydana geliyorsa ve bu bağıntının öngördüğü kopmaya kadar geçen çevrim sayısı Ni ise hasar oranı ni/Ni olur. Doğrusal kümülatif hasar kuralı bunun üzerine

D=∑iniNi.

ifadesini verir.

Steel Construction Institute’ın NSC Technical Digest (2018) yayını, belirli bir yorulma detayı için kümülatif hasarın doğrusal olarak toplandığını belirtir. En basit değerlendirmede kopma, D değerinin bire ulaşmasıyla ilişkilendirilir. Bu, çeliğin evrensel bir yasası değil, bir mühendislik çerçevesidir. Bu yaklaşım, farklı gerilme düzeylerindeki hasar oranlarının yükleme sırası etkileri, çatlaklar arasındaki etkileşim, değişen artık gerilme veya gelişen rijitlik açıkça hesaba katılmadan toplanabileceğini varsayar.

Detay kategorisi, spektrum ve analiz yöntemi tasarım eğrisinin dayandığı kanıtlarla uyumlu olduğunda bu varsayımlar kabul edilebilir. Kaynaklı çelik detaylar için AISC bridge-fatigue manual, tasarım S–N eğrilerini, logaritmik ortalama yorulma ömrü verilerinin iki standart sapma altında yer alan ve yaklaşık %97,5 sağkalıma karşılık gelen alt sınır eğrileri olarak tanımlar. Bu istatistiksel temel, her numunenin, bileşenin veya servis geçmişinin aynı sınır hasar değerine ulaşacağını ileri sürmekten farklıdır.

Bir servis ömrü hesabı ayrıca kopmanın; görünür çatlak başlangıcı, kesit boyunca ilerleyen çatlak, kesit kaybı veya tanımlanmış bir kırılma sınırı anlamına gelip gelmediğini belirtmelidir. Düşük dayanımlı çelikler çoğunlukla yaklaşık yatay bir S–N asimptotu gösterir; ancak 2019 tarihli *The gigacycle fatigue strength of steels: a review of structural and operating factors* derlemesi, yüksek dayanımlı çeliklerin yaklaşık 107 çevrimden sonra ikinci bir düşüş gösterebileceğini bildirmektedir. Bu nedenle, çok yüksek çevrimli makineler için geleneksel bir sürekli dayanım sınırı varsayımı güvenli olmayabilir.

![Çeliğin Yorulma Özellikleri ve S–N Eğrileri](/images/uploads/57786f87-aab5-4c4f-a570-b97213ad9a44/wiki-inline-a-fractured-steel-fatigue-specimen-showing-beach-marks-and-the-final-overload-fr-1920x1288.jpg)[](/images/uploads/57786f87-aab5-4c4f-a570-b97213ad9a44/wiki-inline-a-fractured-steel-fatigue-specimen-showing-beach-marks-and-the-final-overload-fr-1920x1288.avif "Görseli büyüt — Çeliğin Yorulma Özellikleri ve S–N Eğrileri")A known crack or exposed fracture surface calls for crack-growth assessment rather than an S–N curve alone.

### S–N analizinin yetersiz kaldığı durumlar

S–N analizi esas olarak belirli bir detaya göre kalibre edilmiş bir çatlak başlatma veya toplam ömür tasarım yöntemidir. Bir çatlağın zaten mevcut olduğu bilindiğinde veya muayene sonucunda boyutu ve konumu ölçülebilen bir kusur ortaya çıkarıldığında yetersiz kalır. Bu noktada temel soru, “Çatlaksız bir detayda kopmadan önce kaç çevrim gerçekleşir?” sorusundan “Bu çatlak gelecekteki spektrum altında nasıl ilerleyecek ve ne zaman kritik bir boyuta ulaşacak?” sorusuna dönüşür.

Bilinen çatlaklar, muayene bulguları, şiddetli korozyon ve kalan kesiti belirsiz onarımlar için kırılma mekaniği veya çatlak ilerlemesi analizi gerekir. Bu analizlerde, muayeneler arasındaki ilerlemeyi hesaplamak üzere gerilme şiddeti faktörleri, çatlak ilerleme yasaları ve çatlak kapanması varsayımları kullanılabilir. Artık gerilme, kaynakların çevresinde özellikle önemlidir ve nominal servis gerilmesi düşük görünse bile çatlak ilerleme davranışını değiştirebilir.

Karmaşık çok eksenli yükleme, önemli düzeyde plastiklik, belirgin yerel çentik etkileri, termal çevrim veya şiddetli aşırı yükler içeren yükleme geçmişleri altında da bir S–N eğrisi yetersiz kalabilir. Çok yüksek çevrimli servis de başka bir uyarı işaretidir; çünkü iç kalıntılar, kalıcı kayma bantları ve yüzey altı çatlak başlangıcı, olağan deneylerle temsil edilen aralığın ötesindeki davranışı belirleyebilir. Bu durumlarda değerlendirme, her gerilme geçmişini tek bir malzeme eğrisine zorla uydurmak yerine, belirleyici kopma mekanizmasını ortaya koymalıdır.

## Çelik Yorulma Verileri İçin Uygulamalı Bir Okuma Rehberi

### Bir S–N eğrisini kullanmadan önce sorulması gereken sorular

Bir S–N eğrisi, “çeliğin” evrensel bir özelliği değildir. Bu eğri, tanımlanmış bir deneyi veya tasarım grubunu açıklar: bir eksende gerilme (veya gerilme aralığı), diğer eksende ise genellikle her iki eksen de logaritmik olmak üzere kopmaya kadar geçen çevrim sayısı yer alır. Federal Highway Administration, çeliğin yorulma dayanımı için bu gösterim biçimini açıklarken gerilme–ömür yöntemi verileri çoğunlukla Basquin tipi bir güç yasasıyla uyarlar.

Öncelikle neyin test edildiğini belirleyin. ASTM A36, ASTM A572 Grade 50 ve EN 10025-2 S355 farklı akma dayanımlarına, kalıntılara, ısıl işlemlere ve imalat geçmişlerine sahip olabilir; ancak yalnızca kalite sınıfı tanımı yorulma performansını belirlemez. Levha kalınlığı, haddeleme yönü, normalize edilmiş durum, su verme ve menevişleme işlemi, artık gerilme ve kaynak ısıl geçmişi sonucu değiştirebilir. Eğrinin saf ana metali mi, işlenmiş bir çentiği mi, kaynaklı bir birleşimi mi yoksa belirli bir bağlantı ayrıntısını mı temsil ettiğini sorun.

Ardından yükleme tanımını belirleyin. ISO 1099:2017, belirtilen gerilme oranlarında, ortam sıcaklığında, sabit genlikli, eksenel ve kuvvet kontrollü deneyleri tanımlar. ASTM E466-21 ise oda sıcaklığında havada, sabit genlikli periyodik yükleme altındaki çentiksiz ve çentikli metalik numunelerin eksenel deneylerini kapsar. Bu standartların hiçbiri, verilerini otomatik olarak eğilmeye, burulmaya, temas yüklemesine, ısıl çevrimlere, korozyona veya değişken genlikli hizmet koşullarına uygulanabilir kılmaz.

Gerilme aralığı, maksimum ve minimum gerilme, gerilme oranı, nominal gerilme ile yerel gerilme arasındaki ayrım, yükleme türü, numune boyutu, yüzey kalitesi, sıcaklık ve çevrenin tümü önem taşır. Geometrisi dikkatle kontrol edilmiş parlatılmış bir numune, aktarım varsayımları belirtilip gerekçelendirilmedikçe korozyona uğramış bir bileşeni veya kaynaklı bir köprü bağlantısını temsil etmez.

### Yaygın yorumlama hataları

En yaygın hata, yatay bir kuyruğu garanti edilmiş bir yorulma sınırı olarak okumaktır. Kısa süreli bir deney, daha sonraki bir düşüş görünür hâle gelmeden önce basitçe sonlandırılmış olabilir. 2019 tarihli *The Gigacycle Fatigue Strength of Steels: A Review of Structural and Operating Factors* incelemesi, düşük dayanımlı çeliklerin çoğu zaman yaklaşık yatay bir S–N asimptotu gösterdiğini; buna karşılık yüksek dayanımlı çeliklerde yaklaşık 10^7 çevrimden sonra ikinci bir düşüş görülebileceğini bildirmektedir.

Gerilme tanımları farklı olduğunda da eğriler yanıltıcı hâle gelir. Bir eğri nominal gerilme aralığını, diğeri ise sıcak nokta gerilmesini, çentik kökü gerilmesini veya yapısal gerilmeyi kullanabilir. Bu eğrilerin konumları doğrudan karşılaştırılamaz. Parlatılmış ana metal verileri de kaynaklı ayrıntılara aktarılmamalıdır. Kaynak topuğu geometrisi, keskin alt kesit, gözeneklilik, artık çekme gerilmesi ve onarım kalitesi çoğu zaman sonucu ana çeliğin kalite sınıfından daha güçlü biçimde belirler.

Bir tasarım alt sınırı, doğrudan bir malzeme özelliği değildir. Kaynaklı ayrıntılar için AISC köprü yorulması kılavuzu, logaritmik ortalama yorulma ömrü verilerinin iki standart sapma altında yer alan ve yaklaşık %97,5 sağkalıma karşılık gelen eğrileri açıklar. Bu eğri, istatistiksel korumayı ve ayrıntı etkilerini içerir. Çeliğin kendine özgü yorulma dayanımı değildir.

Son olarak, sabit genlikli ömrün aşırı yükler, değişen genlikler veya yük sırası etkileri içeren hizmet koşulları için geçerli olduğu varsayılamaz. Steel Construction Institute’ın NSC Technical Digest yayını, ayrıntıya özgü S–N eğrileri ve doğrusal kümülatif hasar değerlendirmesiyle hasarı ele alır; seçilen yük spektrumu hesaplamanın bir parçası olmaya devam eder.

### Asgari raporlama kontrol listesi

#### Asgari S–N verisi kontrol listesi

- **Malzeme** Çelik tanımlaması, ürün biçimi, kalınlık, ısıl işlem ve işleme durumu.
- **Detay** Eğrinin yalın malzemeye, bir çentiğe, bir kaynağa veya tanımlanmış bir bağlantı detayına uygulanıp uygulanmadığı.
- **Yükleme** Gerilme aralığı, gerilme oranı, gerilme tanımı, yükleme biçimi, sıcaklık ve ortam.
- **Yüzey ve imalat** Yüzey durumu, kaynak geometrisi ve kalitesi, numune ölçeği ve kopma ölçütü.
- **İstatistikler** Numune sayısı, çevrim sonuna ulaşma sonuçları, saçılım modeli, güven veya sağkalım temeli ve tasarım düzeltmeleri.
- **Hizmet spektrumu** Yüklemenin sabit mi yoksa değişken genlikli mi olduğu ve kümülatif hasarın nasıl değerlendirildiği.

Bir eğriyi kullanmadan önce aşağıdakileri kaydedin:

- çelik tanımı, ürün biçimi, kalınlık, ısıl işlem ve imalat durumu;
- eğrinin saf malzemeye, bir çentiğe, bir kaynağa veya tanımlanmış bir bağlantı ayrıntısına uygulanıp uygulanmadığı;
- gerilme aralığı ve gerilme oranı ile nominal, yerel, sıcak nokta veya yapısal gerilme tanımı;
- eksenel, eğilme, burulma veya birleşik yükleme; sıcaklık ve çevre;
- yüzey durumu, kaynak geometrisi ve kalitesi, numune ölçeği ve kopma ölçütü;
- kopmanın çatlak başlangıcı, tespit edilebilir çatlak ilerlemesi veya nihai kopma anlamına gelip gelmediği;
- numune sayısı, kopmasız deney sonuçları, saçılma modeli, güven aralığı veya sağkalım temeli ve tasarım düzeltmeleri;
- hizmet spektrumunun sabit genlikli mi yoksa değişken genlikli mi olduğu ve kümülatif hasarın nasıl değerlendirildiği.

## Kaynaklar

1. \[1\] ASTM International. [ASTM E466-21: Standard Practice for Conducting Force Controlled Constant Amplitude Axial Fatigue Tests of Metallic Materials](https://store.astm.org/e0466-21.html). 2021. [](/tr/wiki/hesaplanan-de%C4%9Ferler/%C3%A7eli%C4%9Fin-yorulma-%C3%B6zellikleri-ve-s-n-e%C4%9Frileri#wiki-cite-ref-1) https://store.astm.org/e0466-21.html
2. \[2\] International Organization for Standardization. [ISO 1099:2017: Metallic materials — Fatigue testing — Axial force-controlled method](https://www.iso.org/standard/67847.html). 2017. [](/tr/wiki/hesaplanan-de%C4%9Ferler/%C3%A7eli%C4%9Fin-yorulma-%C3%B6zellikleri-ve-s-n-e%C4%9Frileri#wiki-cite-ref-2) https://www.iso.org/standard/67847.html

 **Çeliğin yorulmasına genel bakış**

Tipik eğri

Kopmaya kadar geçen çevrimlere karşı gerilme veya gerilme aralığı

Yaygın eksenler

Logaritmik gerilme ve çevrim eksenleri

Çok yüksek çevrimli hizmet uyarısı

Yüksek dayanımlı çeliklerin dayanımı yaklaşık 10^7 çevrimden sonra yeniden azalabilir

Kaynaklı detay tasarım temeli

Logaritmik ortalamanın iki standart sapma altı; yaklaşık %97,5 sağkalım

Yaygın kümülatif hasar kuralı

D = n\_i/N\_i toplamı

 [Geri dön Hesaplanan değerler](/tr/wiki/hesaplanan-değerler "Hesaplanan değerler — Steel Wiki")