MUKAVEMET-2 DERSİ BAUN MAKİNA MÜHENDİSLİĞİ VİZE ÖNCESİ UYGULAMA SORULARI MART-2019 1.Burulma 2.Kırılma ve Akma Kriterleri
UYGULAMA-1 Şekildeki şaft C noktasında ankastre olarak sabitlenmiş ve üzerine tork (döndürme momenti: düzleme dik olan moment) uygulanmaktadır. Şaftın A ve B noktalarındaki kayma gerilmelerini (shear stress) hesaplayınız. B noktası şaftın en dış yüzeyinde (r: 75 mm), A noktası ise şaft merkezinden 50 mm uzaklıktadır.
UYGULAMA-2 Şekildeki bakır malzemeden yapılmış şaftın dış çap 40 mm, iç çap 37 mm dir. Şafta uygulanan döndürme momentleri nedeniyle oluşacak maksimum kayma gerilmesini hesaplayınız.
UYGULAMA-3 Şekilde şaft üzerinde farklı noktalardan döndürme momentleri (tork) uygulanmaktadır. Şaftın BC ve DE bölgelerinde oluşan maksimum kayma gerilmelerini hesaplayınız. Şaftın çap değeri: 0.75 in. 1 ft: 12 in. 1 ksi: 1000 psi
UYGULAMA-4 Şaftın CD ve EF bölgelerinde oluşan kayma gerilmelerini hesaplayınız. Şaftın A ve F noktalarından serbest dönmesine izin veren yataklar bulunmaktadır. Şaft çap değeri 0.75 in dir
UYGULAMA-5 Şaft üzerinden oluşacak maksimum kayma gerilmesini hesaplayınız. Şaft çap değeri 30 mm dir.
UYGULAMA-6 Şekilde şaft üzerindeki dişli çarklar moment iletmektedir. Şaft üzerinde oluşacak maksimum kayma gerilmesini hesaplayınız. Şaft çap değeri 50 mm dir.
UYGULAMA-7 Şekilde şaft için emniyetli kayma gerilmesi 10 MPa olarak verilmiştir. Şaftın emniyetli çap değerini hesaplayınız.
UYGULAMA-8 Şekildeki borunun çap değeri 1 in ve ağırlığı 10lb/ft dir. A noktasında borunun ağırlığından dolayı oluşacak kayma gerilmesini hesaplayınız.
UYGULAMA-9 Şekildeki borunun dirseğe montajı gerçekleşmektedir. Boru anahtarları ile P:300 N kuvvet uygulanmaktadır. AB ve BC noktalarında oluşacak maksimum kayma gerilmelerini hesaplayınız. Boru iç çap: 20 mm, dış çap: 25 mm olarak verilmiştir.
UYGULAMA-9
UYGULAMA-10 Şekildeki çelik şaft üzerine döndürme (tork) momentleri uygulanmaktadır. Şaft üzerinde oluşacak maksimum kayma gerilmesini hesaplayınız. Şaft çap değeri 40 mm dir.
UYGULAMA-11 Çelik şaft malzemesinin emniyetli kayma gerilme değeri 60 MPa olarak verilmiştir. Şaftın emniyetli çap değerini hesaplayınız.
UYGULAMA-12 Elektrik motoruna bağlı 25 mm çap değerine sahip şaftın D ve E noktalarından yatak bulunmaktadır. Motorun gücü 3 Kw, devri ise 50 dev/s dir. AB ve BC kısımlarında oluşan maksimum kayma gerilmelerini hesaplayınız. A dişlisi 1 KW, B dişlisi ise 2 KW güç aktarmaktadır.
UYGULAMA-13 Şekildeki pompa 85 W güce sahip motordan devir almaktadır. 150 dev/dak ile dönmekte olan şaftın A noktasında oluşacak maksimum kayma gerilmesini hesaplayınız. Şaft çap değeri 20 mm dir.
UYGULAMA-14 A noktasındaki motor 300 W güce sahiptir ve kasnağı 90 dev/dak ile döndürmektedir. A ve B şaftlarının emniyetli çap değerlerini hesaplayınız. Şaft malzemesinin emniyetli kayma gerilmesi τ em : 85 MPa dır.
Şekilde 25 mm çap değerine sahip çelik şaft D ve E noktalarında yatak ile desteklenmiş ve serbestçe dönebilmektedir. Şafta bağlı elektrik motoru 12 Kw güce 50 dev/s devire sahiptir. Şaft üzerindeki dişli çarkların aktardıkları güç değerleri verilmiştir. CF ve BC bölgelerinde oluşan maksimum kayma gerilmelerini hesaplayınız. Şaft üzerinde oluşan maksimum kayma gerilmesi hangi bölgede oluşmaktadır? UYGULAMA-15
UYGULAMA-16 Şekildeki şaftın B noktasının dönme açısını hesaplayınız. Kayma modülü: G:75 GPa
UYGULAMA-17 Şekilde 20 mm çap değerine sahip şaft boru içerisine disk ile sabitlenmiştir. D noktasının dönme açısını hesaplayınız. Boru dış çap:40 mm, et kalınlığı 5 mm dir. Kayma modülü: G:75 GPa
UYGULAMA-18 Şekilde 40 mm çap değerine sahip çelik şaft üzerindeki dişli çarklar döndürme momentleri iletmektedir. B noktasının A noktasına göre dönme açısını hesaplayınız. Kayma modülü: G:75 GPa
UYGULAMA-19 Şekilde motor tarafından AB şaftına T:45 N.m tork uygulanmaktadır (şaft E noktasında sabitlenmiştir). B ve C dişlilerinin dönme açılarını hesaplayınız. Kayma modülü: G:75 GPa
UYGULAMA-20 ABC şaftı 60 mm çap değerine sahip serbestçe dönebilmekte, EH şaftı ise 80 mm çap değerine sahip ve E noktasından sabitlenmiştir. T 1 :2 kn, T 2 : 4 Kn tork momentleri uygulanması durumunda A ve C dişlilerinde oluşacak dönme açılarını hesaplayınız. Kayma modülü: G:75 GPa
UYGULAMA-20
UYGULAMA-21 Şekildeki dişli tahrik sisteminde şaftlar 80 mm çap değerine sahiptir. E noktasının dönme açısını hesaplayınız. Kayma modülü: G:75 GPa
UYGULAMA-21
UYGULAMA-22 Şekilde ankastre olan şafta 300 N.m tork uygulanmaktadır. Şaftın AC ve CB kısımlarında oluşan kayma gerilmelerini hesaplayınız.
UYGULAMA-23 Şekildeki A ve B noktalarından sabitlenmiş, 60 mm çap değerine sahip AB şaftı üzerinde oluşacak maksimum kayma gerilmesini hesaplayınız.
UYGULAMA-24 Şekildeki şaftın AC kısmı 0.5 in, BC kısmı ise 1 in çap değerine sahiptir. A ve B kısımlarından sabitlenmiş şaftın üzerinde oluşacak maksimum kayma gerilmesini hesaplayınız.
UYGULAMA-25 Şekildeki pirinç çekirdeğe sahip ankastre çelik boruya T:50 lb.ft döndürme momenti (tork) uygulanmaktadır. C noktasında dönme açısını, çelik ve pirinç malzemelerde oluşan maksimum kayma gerilmelerini ve kayma şekil değiştirme miktarlarını hesaplayınız. G st :11.5x10 3 ksi, G br :5.6x10 3 ksi olarak verilmiştir.
UYGULAMA-26 Şekildeki sabit et kalınlığına sahip parçaya T:20 kip.in tork uygulandığında ortalama kayma gerilmesinin 12 ksi değerini aşmaması istenmektedir. İnce cidarlı dikdörtgen kesit parçasının et kalınlığı t hesaplayınız.
UYGULAMA-27 Şekildeki 0.125 in et kalınlığına sahip ince cidarlı dikdörtgen kesitli parçada ortalama kayma gerilmesinin 12 ksi değerini aşmaması istenmektedir. Uygulanacak maksimum tork değerini (kip.in) hesaplayınız.
UYGULAMA-28 Şekildeki ince cidarlı parçada kesik çizgili yarım daire kısmın ters dönmesi durumunda tork taşıma kabiliyetinde ne kadar artış sağlandığını hesaplayınız. Parçanın et kalınlığı 1 in olarak verilmiştir.
UYGULAMA-29 Şekildeki kare ve dairesel kesitli ince cidarlı parçaların kayma akı değerlerini karşılaştırınız.
UYGULAMA-30 Şekildeki ince cidarlı parçaya 750 N.m tork uygulanmaktadır. Parçanın A ve B noktalarında oluşan kayma gerilmelerini hesaplayınız.
UYGULAMA-31 Plastik malzemeden üretilmiş ince cidarlı parçanın et kalınlığı 5 mm dir. Parçaya T:5 N.m tork uygulanması durumunda A ve B noktalarında oluşacak kayma gerilmelerini hesaplayınız.
UYGULAMA-32 Şekilde alüminyum malzemeden imal edilmiş uçak kanat parçasının emniyetli kayma gerilme değeri 125 MPa olarak verilmiştir. Et kalınlığı 10 mm olan parçaya etki edebilecek maksimum tork değeri ve dönme açısını hesaplayınız.
UYGULAMA-32 Şekilde alüminyum malzemeden imal edilmiş uçak kanat parçasına 4.5 MN.m tork etmektedir. Et kalınlığı 10 mm olan parça üzerinde oluşacak ortalama kayma gerilmesi ve dönme açısını hesaplayınız. Kayma modülü: G:27 GPa
KIRILMA VE AKMA KRİTERLERİ MAKSİMUM GERİLME (RANKINE) MAKSİMUM KAYMA GERİLMESİ (TRESCA) MOHR VE COULOMB (GEVREK MALZEMELER) MAKSİMUM ŞEKİL DEĞİŞTİRME (SAINT VENANT) MAKSİMUM ÇARPILMA (DİSTORSİYON) ENERJİSİ (VON-MISES) TOPLAM ŞEKİL DEĞİŞTİRME ENERJİSİ (BELTRAMİ)
UYGULAMA-33
UYGULAMA-34
UYGULAMA-35
UYGULAMA-36
UYGULAMA-37
UYGULAMA-37
UYGULAMA-38 Şekildeki düzlem gerilme elemanın maksimum çarpılma enerjisi kriterine (von-mises) göre hasar analizini yapınız. Malzemenin akma sınırı 650 MPa olarak verilmiştir.
UYGULAMA-39 Şekildeki düzlem gerilme elemanın maksimum kayma gerilmesi (tresca) kriterine göre hasar analizini yapınız. Malzemenin akma sınırı 36 ksi olarak verilmiştir. Emniyet katsayısını hesaplayınız
UYGULAMA-40 Şekildeki gaz tankının iç çap değeri 1.5 m, et kalınlığı 25 mm dir. 5 MPa gaz basıncı olan tank için a) maksimum çarpılma enerjisi (von-mises) kriterine göre emniyet katsayısı hesabı yapınız.