Author | SONLU ELEMANLAR, TEKNİK TERİMLER

Makina tasarımı ve konstrüksiyonu, emniyetli güvenilir ve iyi çalışan makinaların meydana getirilmesiyle ilgilidir. Bir makine birden çok şekilde tanımlanabilir. Birbiriyle ilişkili birimlerden oluşan bir aparat, kuvvet yada hareketi değiştiren bir cihaz.Kuvvet yada enerjideki değişimleri makinadaki her bir eleman için boyutlarını,şekillerini ve malzemelerini belirlemek için hesap yapılmalıdır.Tasarımda temel amaç tasarlanan makineden istenilen fonksiyonu hasara uğramadan yerine getirmesidir. İki boyutlu bir elaman üzerinde etkiyen iki eksenli yükleri aşağıdaki gibi gösterebiliriz.

Elastik malzemelerden hasarları belirleyebilmek için, bazı hasar kriterleri mevcuttur. Bunları detaylı olarak incelersek;

  • Maksimum Normal Gerilme Teorisi

Rankine teorisi olarakta anılan bu teori, bütün hasar teorilerinin en basitidir. Bu teori en büyük çekme gerilmesinin, malzemenin dayanabileceği maksimum çekme gerilmesinde büyük olursa hasara uğrayacağını belirtir.Bu teori genel olarak gevrek malzemeler için uygundur.

Rankine Gerilme Zarfı

Bu teoride emniyetli tarafta kalabilmek için, oluşan en büyük gerilmenin, malzemenin kopma gerilmesinden küçük olması gerekir.

  • Maksimum Kayma Gerilmesi Teorisi

Coulomb,Tresca,Guest gibi bilim insanlarının adlarıylada anılır. Genellikle Tresca teorisi olarak bilinir. Genelleştirilmiş formda, malzemenin yüklemenin herhangi bir kombinasyonu halinde karşı karşıya kaldığında, maksimum kayma gerilmesinin malzemenin akma yada kopma değerini aştığında hasara uğrayacağını ifade eder. Sünek malzemeler üzerinde uygulandığında başarılıdır.

Tresca Gerilme Zarfı

Tresca gerilme teorisinde malzemenin maksimum kesme gerilmesi dayanımı akma gerilmesinin yarısıdır. Aslında maksimum kesme gerilmesi dayanımı yarısından fazladır.Bu yüzden Tresca teoremi Von Mises teoremine göre daha emniyetlidir(conservative).

  • Maksimum Şekil Değiştirme(Strain) Enerjisi Teorisi

Heuber,Von Mises, Hency, Timoschenko yada Maxwell gibi adlarla anılan teoridir.Herhangi bir elastik olarak gerilmiş malzemenin hacminde değişime uğramasında, bu şekil değişimini sağlamak için gerekli enerji elastik enerji olarak malzemede saklanır.Malzemenin belirli ve sınırlı şekil değiştirme enerjisi sönümleme kapasitesine sahip olduğu kabul edilmiştir.

Von Mises Gerilme Zarfı

İki eksenli yükler uygulandığında,  Von mises gerilmesi aşağıdaki gibi olur.

  • Mohr-Coulomb Gerilme Teorisi

Basma dayanımının çekme dayanımından farklı olduğu gevrek malzemelerde kullanılır. Normal gerilme teorisinden daha iyi sonuç verir.

Özetleyecek olursak, öncelikle teori seçmek için malzemenin gevrek yada sünek olup olmadığına bakmalıyız. Malzeme gevrek ise Mohr-Coulomb yada Maksimum Normal Gerilme teorilerinden birini seçmeliyiz. Eğer malzeme sünek ise Von Mises yada Tresca teorilerinden birini seçebiliriz. Genellikle çelik, alüminyum gibi sık kullanılan malzemelerde Von Mises teoremi kullanılır. Tresca teoremi Von Mises teoremine göre daha emniyetli sonuçlar verdiğinden, daha ağır yapılar oluşturmamıza sebep olabilir.

Yukarıda belirttiğimiz teoriler genellikle metal ve metal alaşımlı elastik malzemelerde kullanılır. Kompozit, kauçuk gibi malzemelerde farklı teoriler mevcuttur.

Last modified: Eylül 13, 2020

Bir cevap yazın

E-posta hesabınız yayımlanmayacak. Gerekli alanlar * ile işaretlenmişlerdir