Doğu kayını (Fagus orientalis Lipsky) ve adi gürgen (Carpinus betulus L.) odunlarında numune geometrisinin basınç dayanımı değişkenliği üzerindeki etkisi

Masif odunun liflere paralel basınç dayanımı, heterojen ve anizotropik yapısının yanı sıra numune geometrisi, narinlik oranı (numune uzunluğunun karakteristik kesit boyutuna oranı) ve yükleme sınır koşullarından önemli ölçüde etkilenmektedir. Bu çalışmada, Doğu kayını (Fagus orientalis Lipsky) ve adi gürgen (Carpinus betulus L.) odunlarında uluslararası standartlardaki farklı numune boyutları ve narinlik oranlarının basınç dayanımı üzerindeki birleşik etkisi çok disiplinli bir yaklaşımla araştırılmıştır. Deneysel veriler, Weibull istatistikleri, Bažant’ın Boyut Etkisi Yasası (SEL), Carpinteri’nin Çoklu-Fraktal Ölçekleme Yasası (MFSL) ve üç boyutlu ortotropik sonlu elemanlar yöntemi (FEM) ile analiz edilmiştir. İstatistiksel bulgular, tür × boyut etkileşiminin mekanik özellikler üzerinde son derece belirleyici olduğunu (p < 0,001) göstermiştir. Gürgen odunu, numune hacmi arttıkça istikrarlı bir dayanım kaybı sergileyerek Weibull ve MFSL yaklaşımlarıyla uyumlu bir ölçeklenme davranışı sunmuştur. Buna karşın kayın odunu, düşük narinlik oranlarında maksimum dayanım sergileyerek doğrusal olmayan bir boyut etkisi oluşturmuştur. Bažant SEL modeli kayın verileriyle zayıf bir uyum gösterirken, gürgende yüksek regresyon uyumuna rağmen fiziksel olarak anlamlı ölçekleme katsayıları üretememiştir. FEM analizleri, deneysel nihai yükleme koşullarında numune içerisindeki üç boyutlu gerilme dağılımını ortaya koymuş ve farklı geometrik narinlik oranlarının gerilme yığılmaları ile yük aktarımı üzerindeki etkisinin mekanik olarak değerlendirilmesine olanak sağlamıştır. Sonuç olarak bulgular, masif odunun basınç dayanımının yalnızca hacimsel kusur dağılımıyla açıklanmasının yetersiz kalabileceğini, güvenilir mühendislik tasarımlarında istatistiksel boyut etkisinin, geometri ve temas kaynaklı fiziksel mekanizmalarla entegre biçimde değerlendirilebileceğini göstermektedir.