MÜHENDİSLİK YAPILARI ÇERÇEVELER VE MAKİNALAR

Ebat: px

Şu sayfadan göstermeyi başlat:

Download "MÜHENDİSLİK YAPILARI ÇERÇEVELER VE MAKİNALAR"

Temel Güçer
7 yıl önce
İzleme sayısı:

1 MÜHENDİSLİK YAPILARI ÇERÇEVELER VE MAKİNALAR

2 ÇERÇEVELER Çerçeveler kafesler gibi genellikle sabit duran taşıyıcı sistemlerdir. Bir çerçeveyi kafesten ayıran en belirgin özellik, en az bir elemanının çok kuvvet elemanı (multi force member) oluşudur. Çok kuvvet elemanı en az üç veya daha fazla kuvvete veya iki kuvvet ve bir ya da daha fazla kupla maruz eleman demektir. Kafesten farklı olarak kuvvet veya moment bir çerçeve elemanının herhangi bir noktasına etkiyebilir; kafeslerdeki gibi mafsala etkimesi koşulu yoktur.

3 MAKİNALAR Bir makina belirli hareketler yaparak faydalı iş üretme özelliğine sahip rijit veya dayanıklı elemanların toplamıdır. Mekanizma ise makinanın belirli hareketleri yapan parçalarının bu hareketlerini sağlayan fiziksel tertipler için kullanılan terimdir. Bir makina içinde değişik birçok mekanizma bulunabilir. Diğer bir deyişle makinalar, kuvvetleri değiştirmek, iyileştirip geliştirmek ve iletmek üzere dizayn edilmişlerdir. İster çok basit bir el aleti olsun ister çok karmaşık mekanizmalar içersin tüm makinalarda temel amaç girdi kuvvetlerini çıktı kuvvetlerine çevirmektir.

4 Girdi kuvvetleri ile makinaya değişik biçimlerde uygulanan dış kuvvetler kastedilmektedir (input forces). Çıktı kuvvetleri ise elde edilen kuvvetleri kapsar (output forces). Bir makinanın tümüyle rijit olup olmadığını tartışmak anlamsızdır. Çünkü hem makinalar elastik elemanlar içerirler, hem de kesinlikle hareketli elemanlara sahiptirler.

5 Çerçeveler ve makinalar arasındaki en önemli farklılık, çerçevelerin rijit yapılar olmasına karşılık makinaların rijit olmamasıdır. Makinalar bir yere sabitlenmiş olsalar da mutlaka hareketli parçaları vardır.

6 Çerçeve ve makinalarda sorulanların bulunabilmesi için yapı yeterli sayıda elemana veya eleman grubuna ayrılır, fakat daha önce tüm çerçeve/makinanın dengesinden sonradan gerekli olacak bilgi (mesnet veya bağ kuvvetlerinin belirlenmesi gibi) elde edilir. Varsa başlangıçta yapıdaki çift kuvvet elemanlarının bulunması faydalı olur. Bir elemandan bir pimle ona bağlı diğer elemana geçerken iç kuvvetin yönünün değiştirilmesine özen gösterilmelidir.

7 Genelde bir çerçeve/makinadaki pimlerin SCD ları çizilmez, çünkü bir pim birbirine bağladığı iki elemandan birinin tamamlayıcı parçası olarak kabul edilir. Pimin hangi elemana ait olduğu kabulüne net bir biçimde karar verilmelidir. Bununla beraber eğer pim: Üç veya daha fazla sayıda eleman birleştiriyorsa, Bir mesnet ile 2 veya daha fazla eleman birleştiriyorsa, Bir yük doğrudan pime uygulanıyorsa pimlerin SCD ları çizilir.

8 Statikte denge için girdi kuvvetleri ile çıktı kuvvetleri arasındaki ilişki araştırılabileceği gibi denge halinde makinanın değişik elemanlarına gelebilecek kuvvetler de hesaplanmak istenir. Bir çerçeve/makina statik olarak incelenirken ya tümü veya birkaç elemandan oluşan bir kısmı ya da bir elemanı göz önüne alınabilir ve SCD ı çizilir. Çift kuvvet elemanlarındaki çekme veya bası kuvvetlerinin bileşenleri, bileşke eleman doğrultusunu verecek şekilde seçilir.

9 Bir makinanın verimi: Alınan işin verilen işe eşit olduğu varsayılan makinalara ideal makinalar denir. Bu tür makinalar yapmak olanaksızdır. Gerçek bir makinada sürtünme kuvvetleri daima enerji kaybına neden olan faydasız iş yapar ve bu yüzden alınan iş daima makinaya verilen işten küçük olur. Diğer bir deyişle mekanik verim daima birden küçüktür, h<1.

10 Mekanik avantaj (yarar): Bir makinada çıktı kuvvetinin girdi kuvvetine oranına mekanik avantaj (yarar) denir. Bu kavram, mekanik verimden tümüyle farklıdır ve onunla karıştırılmaması gerekir. Mekanik avantaj genelde birden büyüktür.

11 ÇERÇEVE ve MAKİNA ÖRNEKLERİ

18 (4 / 70) Şekildeki tel kesme makasında A piminden etkiyen tepki kuvvetini hesaplayın.

20 (4 / 76) Görülen düzenek kirişlere çivi ile sabitlemeden önce eğilmiş döşeme tahtalarını düzeltmek için kullanılmaktadır. O daki bir braket (şekilde görülmüyor) OA parçasını kirişe sabitlemektedir, bu nedenle A pimi sabit kabul edilebilir. ABC koluna dik uygulanmış bir P kuvveti için B noktası civarında eğik tahtaya etkiyen normal kuvveti belirleyin. Sürtünmeyi ihmal edin.

22 (4 / 80) Şekilde bir krikonun elemanları görülmektedir. CDFE paralelkenar oluşturmaktadır. 10 kn luk yük altında AB hidrolik silindirindeki kuvvet ile EF elemanındaki kuvveti hesaplayın.

24 (4 / 90) AB krankı düşey konumda iken CD kirişi yaaydır ve kablo yatayla 20 lik açı yapmaktadır. Çerçevenin dengesi için gerekli M momentini hesaplayın.

26 (4 / 103) Şekil, merkezi vidayı sıkıştırarak V- kayış kasnağı P yi sıkı geçmiş olduğu S şaftından çıkarmak üzere tasarlanmış bir tekerlek çekme aparatını göstermektedir. Vidadaki bası kuvveti 1.2 kn a eriştiğinde kasnak şafttan kaymaya başlıyor ise, A daki her bir çenenin taşıdığı kuvvetin şiddetini belirleyin. D de bulunan ayar vidaları yatay kuvvet taşımakta ve yan kolların merkezi vidaya paralel kalmasını sağlamaktadır.

28 (4 / 105) Şekilde önden çekişli bir arabanın arka süspansiyon takımının bileşenleri görülmektedir. Eğer yoldan tekerleğe gelen normal kuvvet 3600 N ise, her bir bağlantı noktasına etkiyen kuvvetin şiddetini belirleyin.

30 (4 / 107) Görülen kamyon uçaklara gıda maddesi taşınmasında kullanılmaktadır. Yükseltilmiş ünitenin kütlesi 1000 kg olup kütle merkezi G noktasıdır. Denge için AB hidrolik silindirine etkimesi gereken kuvveti belirleyin.

32 (4 / 113) Şekilde araç kaldırma sistemi görülmektedir. Arka tekerleklerin her ikisinden etkiyen yük 6 kn olduğuna göre AB hidrolik silindirinden etkiyen kuvveti hesaplayın. Platformun kendi kütlesini ihmal ediniz. BCD elemanı dik açılı krank olup C noktasında pimle platforma bağlanmıştır.

34 (4 / 119) Bir oklu testerenin budama mekanizması S dalını kesmektedir. Görülen konum için çekilen ip testere eksenine paraleldir ve 120 N luk bir gerginlik kuvveti taşımaktadır. Daldan bıçağa uygulanan P kesme kuvveti ile E pimine gelen tepki kuvvetini hesaplayın. C deki hafif geri dönüş yayına etkiyen kuvvet çok küçük olup ihmal edilebilir. F

35 F

36 Şekildeki çerçevenin A, B ve D pimlerine etkiyen kuvvetleri hesaplayın.

38 2006/ Final Bir hidrolik kaldırma ünitesi 1000 kg kütleli bir sandığı kaldırmak üzere kullanılmaktadır. Ünite, bir platform ve hidrolik silindirlerin eşit kuvvetler uyguladığı birbirinin benzeri iki bağlantı mekanizmasından oluşmaktadır. Şekilde bu mekanizmalardan yalnızca biri görülmektedir. EDB ve CG elemanlarının her birinin uzunluğu 2a olup AD elemanı EDB nin orta noktasına pim ile bağlanmıştır. Görülen konumda sandığın yalnız yarı kütlesi sisteme etkimekte ise sandığı kaldırırken q=60 o, a=0.70 m ve L=3.20 m için DH hidrolik silindirinde oluşan kuvveti belirleyin. Bulunan sonucun d mesafesinden bağımsız olduğunu kanıtlayın.

40 Bir buldozerin kepçesini kaldırmak için şekilde görülen mekanizma kullanılmaktadır. Kepçe ve içindekilerin ağırlığı 10 kn olup ağırlık merkezi H noktasıdır. ABCD kolunu ağırlığı 2 kn, ağırlık merkezi B noktası, DEFG kolunu ağırlığı 1 kn, ağırlık merkezi ise E noktasıdır. Hidrolik silindirlerin ağırlıkları ihmal edilebilir. CJ, BF ve EI hidrolik silindirlerindeki kuvvetler ile DEFG koluna etkiyen tüm kuvvetleri belirleyin.

42 Şekildeki mekanizma yükü yukarı kaldırırken onun yatay konumunu korumak amacıyla tasarlanmıştır. 80 cm çaplı kasnağın dış çevresinde bulunan pim, ABC kolu üzerindeki kanalda sürtünmesiz olarak kayabilmektedir. ABC ve DE kollarının her birinin uzunluğu 80 cm olup yukarı kaldırılan yükün ağırlığı 1200 N dur. Mekanizma, kasnağa sarılı halatın çekilmesiyle yukarı doğru kaldırılmaktadır. Yükün yerden 80 cm yukarıda dengede tutulması için halata uygulanması gerekli P kuvvetini ve ABC koluna etkiyen tüm kuvvetleri belirleyin.

43 ÇÖZÜM Platformun SCD Çift kuvvet elemanı: ED mm

45 2009/Final Şekilde basit katlanabilir bir sandalye görülmektedir. 70 kg kütleli bir kişinin ağırlığının yarısını sandalyenin şekilde görülen taraftaki çerçevesi taşımaktadır. BF elemanı üzerine etkiyen tüm kuvvetleri belirleyiniz. Sandalyenin iki tarafını birleştiren elemanların (şekilde gösterilmiyor) ve A, B ve F noktalarındaki sürtünme ile sandalyenin kendi ağırlığını ihmal ediniz.

46 Sandalyenin geometrisi

47 Çift kuvvet elemanı: EG ÇÖZÜM

Benzer belgeler

Girdi kuvvetleri ile makinaya değişik biçimlerde uygulanan dış kuvvetler kastedilmektedir (input forces). Çıktı kuvvetleri ise elde edilen kuvvetleri

Girdi kuvvetleri ile makinaya değişik biçimlerde uygulanan dış kuvvetler kastedilmektedir (input forces). Çıktı kuvvetleri ise elde edilen kuvvetleri ÇERÇEVELER Çerçeveler kafesler gibi genellikle sabit duran taşıyıcı sistemlerdir. Bir çerçeveyi kafesten ayıran en belirgin özellik, en az bir elemanının çok kuvvet elemanı (multi force member) oluşudur.