Shigley s Mechanical Engineering Design Richard G. Budynas and J. Keith Nisbett Hazırlayan Makine Mühendisliği Bölümü Sakarya Üniversitesi 1
2
Sürekli mukavemeti azaltıcı etkenler 3
Sürekli mukavemeti azaltıcı etkenler 4
Sürekli mukavemeti azaltıcı etkenler 5
Sürekli mukavemeti azaltıcı etkenler 6
Sürekli mukavemeti azaltıcı etkenler 7
Sürekli mukavemeti azaltıcı etkenler 8
Gerilme İçin Mil Tasarımı : Gerilme Yığılması Mil tasarımında ilk iterasyon için tipik Teorik Gerilme Yığılma Faktörleri Eğilme Burulma Eksenel Destek Kavşağı-Keskin (r/d=0.02) 2.7 2.2 3 Destek Kavşağı- Yuvarlatılmış (r/d=0.1) 1.7 1.5 1.9 Parmak freze kama oluğu (r/d=0.02) 2.14 3 - Yumuşak Kama oluğu 1.7 - - Keskin Segman Kanalı 5 3 5 9
10
11
12
13
14
Malzeme Çekme Testi Bir malzemenin sünek veya gevrek davranış göstermesi arasındaki fark nedir? Sünek malzemeler- kırılma öncesi fazlasıyla plastik deformasyon ve enerji absorbe etme (tokluk). Gevrek malzemeler- hasar öncesi küçük plastik deformasyon ve düşük enerji absorbe etme. Gevrek Sünek Gerinim 15
Malzeme Çekme Testi Sünek Hasarın Gelişimi: Boyun Çekirdeklenme Boşluk büyümesi verme boşluğu ve birleşmesi yayılması Kırılma kase ve koni kırığı Kırık yüzey sonucu (çelik) Parçaçıklar çekirdeklenme boşluğu için alanlar olarak iş görür. Çatlak 50 µm 16
Gerilme Yığılması, Kt Faktörü 17
Gerilme Yığılması, Kt Faktörü 18
Gerilme Yığılması, Kt Faktörü 19
Metallerde Yorulma Bir yorulma hasarının gelişimi üç aşamadan meydana gelir: - Aşama I : tekrarlı plastik deformasyon nedeniyle mikro çatlak başlaması(bu çatlaklar genellikle çıplak gözle görülemez). - Aşama II : Uzunlamasına sırtlar tarafından ayrılmış paralel plato gibi kırılma yüzeyleri oluşturan mikro çatlak yayılması (plaj işaretleri olarak adlandırılan koyu ve açık bant şekilleri). - Aşama III : kalan malzeme yükleri taşıyamadığı zaman kırılma olur. başlangıç yayılma kırık 20
Aniden Hızlı Kırılma! Çatlak Çekirdeklenmesi ve Büyümesi 21
Gerilme-Ömür S-N Yöntemi: R. R. Moore - Dönen Mil Testi R. R. Moore yüksek-hızlı döner-mil makinası en yaygın olarak kullanılan yorulma testi cihazıdır. R.R. Moore makinesindaki numune ilave ağırlık vasıtası ile sadece eğilmeye maruz kalır. Doç. Dr. Mehmet Fırat 22
23
Gerilme-Ömür S-N Eğrisi Düşük-çevrim yüksek-çevrim Sonlu ömür Sonsuz ömür S-N diagram from the results of completely reversed axial fatigue test. Material : UNS G41300 steel. Doç. Dr. Mehmet Fırat 24
Çelikler için Sürekli Mukavemet Limiti 25
Yorulma Çentik Faktörü Yorulma gerilmesi yığılma faktörü malzeme içindeki düzensizlik ve süreksizlik nedeniyle oluşur ve aşağıdaki gibi tanımlanır K f 1 q K t 1 Çelik Alüminyum alaşımları Eğilme ve eksenel yüklemeler için 26
Tasarım Faktörü : Emniyet Faktörü Dayanıa Emniyet Faktoru (S) Uygulanan Gerilme AkmaGerilmesi Ornek : S Tasarım Faktörüne Etki Eden Etmenler: Uygulama türü Ortam Yükler ve Gerilmenin Türü Malzeme Emniyet Kriteri 27
Tasarım için Tavsiye Edilen Emniyet Faktörleri Malzeme özelliklerine duyulan güven, analiz, yükler, ortam, vb. Güvenilmez Ortalama Yüksek Statik Yük Dinamik Yük Sünek Malzeme Statik Yük Dinamik Yük Gevrek Malzeme Doç. Dr. Mehmet Fırat Bakınız Mott, sayfa 185-186 28
Genel Değişken Gerilme Durumu max min a 2 Ortalama gerilme zaman Doç. Dr. Mehmet Fırat max min m 2 29
Dinamik Kuvvetler için Yorulma Hasarı Kriterleri 2 ASME-elliptic 2 n a n m 1 S e Sut 2 Gerber a m 1 S e S y n modifiye Goodman Solderberg Langer a m 1 S e S ut n a m 1 Se S y n a m Sy n 30
Eşdeğer Gerilme Hipotezleri 31
20 kw güç iletimi 1500 d/dk Mil çapı, 20 mm ve 25 mm 32
33
34
35
36
37
38
39
40
41