2009 Kasım MUKAVEMET DEĞERLERİ GİRİŞ 05-0a M. Güven KUTAY 05-00a-giris.doc
DİKKAT: İyi niyet, bütün dikkat ve çabama karşın yanlışlar olabilir. Bu nedenle sonucu sorumluluk verecek hesaplarda, ya imalatcının vereceği veya özel deneyler sonucu elde edilen değerlerle hesabın yapılmasını salık verir, hiçbir şekilde maddi, manevi vede hukuki sorumluluk taşımıyacağımı belirtirim.
Bir ata sözü derki: Bilmek önemli değildir. Önemli olan, bilineni kullanabilmektir. Bu notlar İsviçre Bern mühendislik okulunda HTA-Be *)1 makina elemanları dersinin girişinde anlattığım mukavemet değerleri notlarının Türkçeye çevirisidir. Bunun için notları toparlanmasını "Mukavemet" olarak değilde "Mukavemet degerleri" diye adlandırdım. Burada anlatılanlar mukavemet bilimine elementar olarak giriş kabul edilmeli ve hiç bir zaman "Mukavemet" biliminin tamamıyla karıştırılmamalıdır. Burada makina yapımında konstrüktör olarak çalışan teknik ressamdan mühendise kadar herkesin yararlanabileceği bilgiler basit olarak verilmiştir. Bu bilgileri sindiren kişi, pratikte makina yaplmında kullanılan bütün parçaların hesabını yapıp, parçaların kullanıldıkları yerlerde çalışıp çalışamayacağına karar verebilecektir. Hesaplarda ve konstruksiyon çalışmalarında en kısa ve en iyi şekilde sonuca ulaşmak için sistemli ve bilinçli çalışmak gereklidir. Çalışmalar sonunda makina elemanları hakkında kesin karar verebilmek için, inanılır karşılaştırma değerleri gereklidir ve bu değerlerin başında mukavemet değerleri gelir. Karşılaştırma değerleri iki ana kısımda toplanır. Biri yapımı düşünülen parçadaki gerilmelerdir, hesaplanır. Diğeri malzemenin mukavemet değeridir, deneylerle bulunur. Bu iki değer birbirleri ile karşılaştırılıp karar verilir. Budan ötürü burada genel girişten sonra 1. kısımda "parçadaki gerilmeler" ve 2. kısımda "malzemenin mukavemet değerleri" anlatılmıştır. 3. kısımdada karar vermeye gereken "emniyet değeri" anlatılmıştır. 4. ve sonra gelen kısımlar tamamlayıcı bilgilerdir. Burada anlatılan bilgilerin dışında gerilmeler ve malzemenin mukavemet değerleri hakkında daha derin ve ayrıntılı bilgi edinmek kişinin yararınadır. Birinci kısımda kullanılan parçadaki gerilimler konusunu daha iyi kavramak ve değerlendirebilmek için, aşağıda verilen dallarda bilgi sahibi olmak yararlıdır. -Statik ( Mekanik I ), -Dinamik ( Mekanik II), -Matematik. İkinci kısımda işlenen malzemenin mukavemet değerlerini daha iyi kavramak ve hazmedebilmek için, aşağıda verilen dallarda bilgi sahibi olmak yararlıdır. -Malzeme, -Fizik, -Kimya. Burada ilk başta hernekadar sembol listesi verilmişsede, ileride formüllerin altında sembol ve birimler daha rahat çalışma imkanı sağlamak için ayrıca verilmiştir. Ayrıntılı bilgi sahibi olmak için kaynaklarda verilen literatürden yararlanılabilinir. *)1 HTA-Be Hochschule für Technik und Archidektur Bern Kasım 2009, Baden-İsviçre M. Güven KUTAY
Sembol ve Tanımlamalar Genelde indeks küçük harf ise, bu hesaplanan veya hesaplamak için verilen değeri gösterir. Eğer indeks büyük harf ise, bu malzemenin değerini veya karşılaştırma için gerekli değeri gösterir. A m 2 Alan a m/s 2 ivme a m mesafe, Hertz basıncında yarı çap A 5 / A 10 % kopma uzama oranı A g m 2 gerilme alanı A iz m 2 izdüşüm alanı A tot % çekme genliği b m en, genişlik b m/s 2 frenleme ivmesi b 1 yüzey pürüzlüğü katsayısı b 2 büyüklük katsayısı C J/kg.K özgül ısı (20-400 C) c B İşletme katsayısı, E N/mm 2 Elastiklik modülü F N kuvvet F 0 N tutuk sürtünme kuvveti F bk N burkma kuvvet F ç N çapraz kuvvet F max,min N maksimum veya minimum kuvvet F n N normal kuvvet F nom N nominal kuvvet F or N ortalama kuvvet F sür N Sürtünme kuvveti F x,y,z N Kuvvet, X/Y/Z-ekseni yönünde g m/s 2 yerçekimi ivmesi G N/mm 2 kayma modülü H sertlik HB HB Birinell-sertliği I m 4 atalet momenti i m atalet yarı çapı K IC N/mm 3/ 2 kopma sünekliği CT-deney çubuğu L m boy L bk m hesapsal burkulma boyu m kg kütle M egx N.m Eğilme momenti, X-ekseni etrafında M t N.m Torsiyon momenti N yükleme sayısı n d/dak devir sayısı P kw güç p EM N/mm 2 Emniyetli yüzey basma p he N/mm 2 hesaplanan yüzey basıncı r m yarı çap R ab N/mm 2 kesme R bb N/mm 2 eğilme R bw N/mm 2 değişken eğilme R çbw N/mm 2 değişken ç/b R d-0,1 N/mm 2 % 0,1-ezilme sınırı R db N/mm 2 basma R e /R p0,2 N/mm 2 gerinme, 0,2% gerinme R eh N/mm 2 üst akma R el N/mm 2 alt akma R m N/mm 2 çekme kopma R p0,1 N/mm 2 % 0,1-genlik sınırı R tb N/mm 2 torsiyon S mm 2 kesit alanı S BK gerekli burkulma emniyet sayısı S bk hesaplanan burkulma emniyet sayısı S GER, S ist gerekli veya istenilen emniyet sayısı S he hesaplanan emniyet sayısı T s -1 periyod W eg m 3 Eğilme mukavemet momenti W t m 3 torsiyon mukavemet momenti Z % kopma büzülmesi α 10-6 K -1 Isıl genleşme katsayısı α Çt çentik şekil sayısı α 0 zorlanma katsayısı β Çt çentik katsayısı χ mm -1 eğim sayısı δ % gerçek kopma uzaması ε % gerilme ε e % elastik uzama ε en % enine uzama ε p % orantısız uzama
ε r % kalıcı uzama η mukavemet değeri oranı η Çt çentik duyarlılık sayısı η χ destek katsayısı ϕ / deg açı κ sınır değerler oranı λ W/(mK) Isı iletme özelliği λ narinlik derecesi λ 0 narinlik sınırı λ hes [ 1 ] hesaplanan narinlik derecesi µ kaygan sürtünme katsayısı µ 0 tutuk sürtünme katsayısı ν esneklik katsayısı, Poisson (Puason) sayısı ρ / deg kaygan sürtünme açısı ρ kg/m 3 özgül ağırlığı ρ Ω mm 2 özgül elektrik direnci ρ 0 / deg tutuk sürtünme açısı ρ çentik şekil sayısı σ 1,2 N/mm 2 asal normal gerilimler σ AKB N/mm 2 basma akma σ AKEG N/mm 2 eğilme akma σ bc, by N/mm 2 cidar veya yüzey basıncı σ bh N/mm 2 Hertz yüzey basıncı σ BK N/mm 2 burkulma σ bk N/mm 2 burkulma/flambaj gerilimi σ BKEM N/mm 2 emniyetli burkulma σ BYEM N/mm 2 Emniyetli yüzey basma σ ç,b N/mm 2 çekme(ç) veya basma (b) gerilimi σ ÇD,BD N/mm 2 devamlı çekme veya basma σ çdg N/mm 2 değişken çekme gerilimi σ ÇDG σ BDG σ ÇDL σ BDL N/mm 2 değişken çekme veya basma N/mm 2 dalgalı çekme veya basma σ ÇEM, σ BEM N/mm 2 emniyetli çekme veya basma σ ÇSK, σ BSK N/mm 2 şekle göre çekme veya basma σ D /τ D N/mm 2 devamlı mukavemet σ DG /τ DG N/mm 2 değişken mukavemet σ DL /τ DL N/mm 2 dalgalı mukavemet σ E N/mm 2 elastik mukavemet σ eg N/mm 2 eğilme gerilimi σ EGD N/mm 2 devamlı eğilme σ EGDG N/mm 2 değişken eğilme σ EGDL N/mm 2 dalgalı eğilme σ EGEM N/mm 2 emniyetli eğilme σ EGSK N/mm 2 şekle göre eğilme σ EM/ τ EM N/mm 2 emniyetli mukavemet σ EZ N/mm 2 ezilme σ EZB N/mm 2 basmada ezilme σ kar N/mm 2 karşılaştırma gerilmesi σ KO /τ KO N/mm 2 kopma σ KOEG N/mm 2 eğilme kopma σ O /τ O N/mm 2 orantılı mukavemet σ SK /τ SK N/mm 2 şekle göre mukavemet σ tp /τ tp N/mm 2 toplam gerilim σ X,Y,Z N/mm 2 normal gerilim X,Y veya Z yönünde σ / τ N/mm 2 gerilim τ AKT N/mm 2 torsiyon akma τ k,t N/mm 2 kesme veya torsiyon gerilimi τ KD,TD N/mm 2 devamlı kesme veya torsiyon τ KDG,TDG N/mm 2 değişken kesme veya torsiyon τ KDL,TDL N/mm 2 dalgalı kesme veya torsiyon τ KEM N/mm 2 emniyetli kesme mukavemet τ KO N/mm 2 kayma kopma τ KOK,KOT N/mm 2 kesme veya torsiyon kopma τ KSK,TSK N/mm 2 şekle göre kesme veya torsiyon τ TEM N/mm 2 emniyetli torsiyon mukavemet τ XY N/mm 2 kayma gerilimi, X ekseni yönünde, Y eksenine dik ω 1/s açısal hız ω burkulma katsayısı İndeksler Α ak, AK ak0,2, AK0,2 Tanımlama, açıklama alt akma %0,2 akma sınırı
İndeksler Tanımlama, açıklama b, B basma BEM emniyetli basma bh Hertz basması bk, BK burkulma br, BR burulma cb cidar basıncı ç, Ç kuvvette çapraz, gerilmede çekme çt, ÇT çentik D devamlı dl, DL dalgalı dg, DG değişken di, Dİ dinamik eg, EG eğilme em, EM emniyetli en, EN enine, en ez, EZ ezilme g gerilme G genlik ger, GER gerekli he hesaplanan ist, İST istenilen iz, İZ izdüşüm k, K kesme kar karşılaştırma İndeksler Tanımlama, açıklama kay, KAY kayma ko, KO kopma or, OR ortalama max maksimum, en çok min minimum, en az n, N normal, dik nom nominal nomax nominal maksimum nomin nominal minimum o, O oranlı s, S sınır sk, SK şekillenme st, ST statik, sakin, hareketsiz sür sürtünme t, T torsiyon, burulma tp toplam ü, Ü üst X, x X- ekseninde, doğrultusunda, X- ekseni etrafında varo varolan Y, y Y- ekseninde, doğrultusunda, Y- ekseni etrafında Z, z Z- ekseninde, doğrultusunda, Z- ekseni etrafında 0,2 %0,2 kalıcı deformasyon değeri