VECTOR MECHANICS FOR ENGINEERS: STATICS



Benzer belgeler
Basit Kafes Sistemler

YAPISAL ANALİZ YRD.DOÇ.DR. KAMİLE TOSUN FELEKOĞLU

VECTOR MECHANICS FOR ENGINEERS: STATICS

BĐSĐKLET FREN SĐSTEMĐNDE KABLO BAĞLANTI AÇISININ MEKANĐK VERĐME ETKĐSĐNĐN ĐNCELENMESĐ

VECTOR MECHANICS FOR ENGINEERS: STATICS

İ.T.Ü. Makina Fakültesi Mekanik Ana Bilim Dalı Bölüm 4 BÖLÜM IV. Düzlem Kafesler. En çok kullanılan köprü kafesleri. En çok kullanılan çatı kafesleri

VECTOR MECHANICS FOR ENGINEERS: STATICS

KAFES SİSTEMLER. Mühendislik Yapıları. birleştirilen doğrusal elemanlar) oluşurlar.

Taşıyıcı Sistem Elemanları


STATİK MÜHENDİSLİK MEKANİĞİ. Behcet DAĞHAN. Behcet DAĞHAN. Behcet DAĞHAN. Behcet DAĞHAN

T.C. TURGUT ÖZAL ÜNİVERSİTESİ MÜHENDİSLİK FAKÜLTESİ İNŞAAT MÜHENDİSLİĞİ BÖLÜMÜ

Makine Elemanları II Prof. Dr. Akgün ALSARAN. Helisel Dişli Çarklar-Flipped Classroom DİŞLİ ÇARKLAR

DENEY 2: PROTOBOARD TANITIMI VE DEVRE KURMA

TEMEL MEKANİK 14. Yrd. Doç. Dr. Mehmet Ali Dayıoğlu Ankara Üniversitesi Ziraat Fakültesi Tarım Makinaları ve Teknolojileri Mühendisliği Bölümü

TEMEL MEKANİK 12. Yrd. Doç. Dr. Mehmet Ali Dayıoğlu Ankara Üniversitesi Ziraat Fakültesi Tarım Makinaları ve Teknolojileri Mühendisliği Bölümü

SU YAPILARI. Su Alma Yapıları. 5.Hafta. Doç.Dr.N.Nur ÖZYURT

Kafes Sistemler. Birbirlerine uç noktalarından bağlanmış çubuk elemanların oluşturduğu sistemlerdir.

TEKNİK RESİM. Ders Notları: Mehmet Çevik Dokuz Eylül Üniversitesi. Görünüşler - 1

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


ÇELİK YAPI BİRLEŞİM ELEMANLARI

2. KUVVETLERİN VEKTÖREL TOPLANMASI. Hazırlayan Arş. Grv. A. E. IRMAK

FOTOGRAMETRİK DEĞERLENDİRME - ÇİFT FOT. DEĞ. Analog ve Analitik Stereodeğerlendirme. Yrd. Doç. Dr. Aycan M. MARANGOZ

Çerçeveler ve Basit Makinalar

Elektrik Makinaları I. Senkron Makinalar Stator Sargılarının oluşturduğu Alternatif Alan ve Döner Alan, Sargıda Endüklenen Hareket Gerilimi

Şaft: Şaft ve Mafsallar:

MALZEMELERİN FİZİKSEL ÖZELLİKLERİ

Çerçeve ve Makineler

Fizik ve Ölçme. Fizik deneysel gözlemler ve nicel ölçümlere dayanır

STATİK-BETONARME PROJE KONTROL FORMU Evet Hayır

4 ab sayısı 26 ile tam bölünebildiğine göre, kalanı 0 dır.

TEMEL MEKANİK 10. Yrd. Doç. Dr. Mehmet Ali Dayıoğlu Ankara Üniversitesi Ziraat Fakültesi Tarım Makinaları ve Teknolojileri Mühendisliği Bölümü

:30 Adı-Soyadı:... No:... NOT:...

Deney 4: Güç Ölçümü. Şekil 4.1 : Alternatif akımda alıcıların akım ve gerilim vektörleri ile faz farkı

STATİK. Prof. Dr. Akgün ALSARAN - Öğr. Gör. Fatih ALİBEYOĞLU -8-

δ / = P L A E = [+35 kn](0.75 m)(10 ) = mm Sonuç pozitif olduğundan çubuk uzayacak ve A noktası yukarı doğru yer değiştirecektir.

DENEY 2. Şekil 1. Çalışma bölümünün şematik olarak görünümü

Araştırma Notu 15/177

TEMEL MEKANİK 4. Yrd. Doç. Dr. Mehmet Ali Dayıoğlu Ankara Üniversitesi Ziraat Fakültesi Tarım Makinaları ve Teknolojileri Mühendisliği Bölümü

ANALOG LABORATUARI İÇİN BAZI GEREKLİ BİLGİLER

01 OCAK 2015 ELEKTRİK AKIMI VE LAMBA PARLAKLIĞI SALİH MERT İLİ DENİZLİ ANADOLU LİSESİ 10/A 436

II. Bölüm HİDROLİK SİSTEMLERİN TANITIMI

İki-Kuvvet Elemanları Basit (2 Boyutlu) Kafesler Düğüm Noktaları Metodu ile Analiz Sıfır-Kuvvet Elemanları Kesme Metodu ile Analiz

İçindekiler Şekiller Listesi

Olasılık ve İstatistik Dersinin Öğretiminde Deney ve Simülasyon

TEMEL MEKANİK 9. Yrd. Doç. Dr. Mehmet Ali Dayıoğlu Ankara Üniversitesi Ziraat Fakültesi Tarım Makinaları ve Teknolojileri Mühendisliği Bölümü

Yrd. Doç. Dr. Saygın ABDİKAN Yrd. Doç. Dr. Aycan M. MARANGOZ JDF329 Fotogrametri I Ders Notu Öğretim Yılı Güz Dönemi

KONU 3. STATİK DENGE

Rijit Cisimlerin Dengesi

YAPI ve DEPREM MÜHENDİSLİĞİNDE MATRİS YÖNTEMLER. Prof. Dr. Hikmet Hüseyin ÇATAL. Prof. Dr. Hikmet Hüseyin ÇATAL. (III. Baskı)

Mahya Aşığı. Kenar Aşık

Öğrenci Seçme Sınavı (Öss) / 14 Haziran Matematik I Soruları ve Çözümleri E) 6 ). 6 5 = 25 6 =

OPERATÖRLER BÖLÜM Giriş Aritmetik Operatörler

Makine Elemanları I Prof. Dr. İrfan KAYMAZ. Temel bilgiler-flipped Classroom Bağlama Elemanları


Hedefler. Kafeslerde oluşan kuvvetlerin hesaplanması: düğüm noktaları metodu kesme metodu

YAPISAL ANALİZ DOÇ.DR. KAMİLE TOSUN FELEKOĞLU

SÜREÇ YÖNETİMİ VE SÜREÇ İYİLEŞTİRME H.Ömer Gülseren > ogulseren@gmail.com

2.4. ELASTĠK DEPREM YÜKLERĠNĠN TANIMLANMASI : SPEKTRAL ĠVME KATSAYISI

ÜÇGEN,TESTERE işaret ÜRETEÇLERi VE veo

EEM 334. Elektrik Makinaları Laboratuvarı

EGZERSİZ TEST SONUÇLARININ YORUMLANMASI. Doç.Dr.Mitat KOZ

VECTOR MECHANICS FOR ENGINEERS: STATICS

KUVVETLER VEKTÖRDÜR BU YÜZDEN CEBİRSEL VEKTÖR TEKNİKLERİ KULLANMALIYIZ

olup uygu kaması A formuna sahiptir. Müsaade edilen yüzey basıncı p em kasnak malzemesi GG ve mil malzemesi St 50 dir.

Makina Dinamiği MEKANİZMALARDA HIZ VE İVMELERİN BELİRLENMESİ

GERİLME Cismin kesilmiş alanı üzerinde O

SORU 6: Su yapılarının tasarımında katı madde hareketinin (aşınma, oyulma, yığılma vb. olayları) incelenmesi neden önemlidir, açıklayınız (4 puan).

Rijit Cisimlerin Dengesi

DEVRELER VE ELEKTRONİK LABORATUVARI

STATİK. Ders_6. Doç.Dr. İbrahim Serkan MISIR DEÜ İnşaat Mühendisliği Bölümü. Ders notları için: GÜZ

V. KAFES SİSTEMLER: Düzlemde en az üç adet çubuğun birbirlerine mafsala birleştirilmesiyle elde edilmiş taşıyıcı sistemdir.

Elemanlardaki İç Kuvvetler

BELĐRLĐ BĐR SIKMA KUVVETĐ ETKĐSĐNDE BĐSĐKLET FREN KOLU KUVVET ANALĐZĐNĐN YAPILMASI

İSTANBUL TİCARET ÜNİVERSİTESİ BİLGİSAYAR MÜHENDİSLİĞİ BÖLÜMÜ BİLGİSAYAR SİSTEMLERİ LABORATUARI YÜZEY DOLDURMA TEKNİKLERİ

Ek 1. Fen Maddelerini Anlama Testi (FEMAT) Sevgili öğrenciler,

TG 12 ÖABT İLKÖĞRETİM MATEMATİK

ÖĞRENME FAALİYETİ 1 ÖĞRENME FAALİYETİ 1 1. KARE VİDA AÇMA

Taş, Yaman ve Kayran. Altan KAYRAN. ÖZET

BÖLÜM 4 YAPISAL ANALİZ (KAFESLER-ÇERÇEVELER-MAKİNALAR)

Şekil İki girişli kod çözücünün blok şeması. Tablo İki girişli kod çözücünün doğruluk tablosu. Şekil İki girişli kod çözücü devre

En İyi Uygulamalar ve Kullanım Kılavuzu

JET MOTORLARININ YARI-DĐNAMĐK BENZETĐŞĐMĐ ve UÇUŞ ŞARTLARINA UYGULANMASI

EEM 202 DENEY 5 SERİ RL DEVRESİ

ELITE A.G. KS100/HEFM SICAK-SOĞUK ETĐKET BOY KESME VE ĐŞARETLEME MAKĐNASI KULLANIM KILAVUZU

BİR SAYININ ÖZÜ VE DÖRT İŞLEM

Şekil 5.12 Eski beton yüzeydeki kırıntıların su jetiyle uzaklaştırılması

MÜHENDİSLİK YAPILARI ÇERÇEVELER VE MAKİNALAR

DENEY DC Gerilim Ölçümü

BAŞLICA ÇATI ŞEKİLLERİ

ENERJĠ DAĞITIMI-I. Dersin Kredisi

Noktasal Cismin Dengesi

Üç-fazlı 480 volt AC güç, normalde-açık "L1", "L2" ve "L3" olarak etiketlenmiş vida bağlantı uçları yoluyla kontaktörün tepesinde kontak hale gelir

ZEMİN MUKAVEMETİ: LABORATUVAR DENEY YÖNTEMLERİ

Temel Bilgisayar Programlama

Mak-204. Üretim Yöntemleri II. Vida ve Genel Özellikleri Kılavuz Çekme Pafta Çekme Rayba Çekme

TEMEL MEKANİK 5. Yrd. Doç. Dr. Mehmet Ali Dayıoğlu Ankara Üniversitesi Ziraat Fakültesi Tarım Makinaları ve Teknolojileri Mühendisliği Bölümü

KLASİK MANTIK (ARİSTO MANTIĞI)

Gerilme. Bölüm Hedefleri. Normal ve Kayma gerilmesi kavramının anlaşılması Kesme ve eksenel yük etkisindeki elemanların analiz ve tasarımı

Transkript:

Seventh Edition VECTOR MECHANICS OR ENGINEERS: STATICS erdinand P. Beer E. Russell Johnston, Jr. Ders Notu: Hayri ACAR İstanbul Teknik Üniveristesi Tel: 285 31 46 / 116 E-mail: acarh@itu.edu.tr Web: http://atlas.cc.itu.edu.tr/~acarh 6. Taşıyıcı Sistemlerin Analizi 2002 The McGraw-Hill Companies, Inc. All rights reserved.

Giriş Kafes Sistemlerin Tanımı Basit Kafes Sistemler Kafes Sistemlerin Düğüm Noktaları Metodu ile Analizi Özel Yükleme Durumlarındaki Düğüm Noktaları Uzay Kafes Sistemleri Kafes Sistemlerin Kesit Alma Metodu ile Analizi Bileşik Kafes Sistemler Çerçevelerin Analizi Mesnetlerinden Ayrıldığında Rijit Olmayan Çerçeveler Makinalar

Giriş Bir kaç elemandan oluşan yapıların dengesi için, dış kuvvetler gibi iç kuvvetlerin de düşünülmesi gerekir. Birleştirilmiş parçalar arasındaki etkileşim, Newton un 3. yasası ile bulunur: birbirine temas eden cisimlerde etki ve tepki kuvvetleri eş şiddet ve tesir çizgili fakat zıt yönlüdür. Mühendislik yapıları üç kategoride sınıflandırılır: a) Çerçeveler: En azından bir tane çok-kuvvet (3 veya daha fazla) içeren elemana sahip yapılar. b) Kafes Sistemler: İki kuvvet elemanlarından oluşturulmuş yapılar c) Makinalar: kuvvet aktarımı ve kuvvet değişimi için tasarlanmış, hareketli elemanlara sahip yapılar.

Kafes Sistemlerin Tanımı Kafes sistemi dik elmanların birleştirilmesinden oluşur. Çubuklardan hiç biri düğüm noktasından ileri geçmez. Düğüm noktası Civatalanmış veya kaynaklanmış bağlantılar pim ile bağlanmış gibi düşünülür. Elemana etkiyen kuvvetler tek bir kuvvete indirgenebilir ve kuvvet çifti oluşturmaz. Bunun için iki kuvvetli elemanlar olarak düşünülebilir.

Aynı doğrultuda iki çubuğun birleştiği düğüm noktası göz önüne alınsın AD AB İki kuvvet etkisi altındaki eleman, ancak kuvvetler aynı şiddete ve tesir çizgisine sahip zıt yönlü olduğu durumda dengededir. Kuvvetler çubuktan dışarı doğru ise çubuk çekme etkisindedir. Kuvvetler çubuğa doğru ise çubuk basma etkisindedir.

Boylama kirişleri Enleme kirişleri Kafes sistemlerin elemanları narindir ve fazla yanal kuvvet taşıyamazlar. Bu nedenle, yükler bağlantı noktalarına uygulanmalıdır.

Kafes sistemler birçok mühendislik probleminde pratik ve ekenomik çözüm sağlar: Köprülerde, çatı sistemlerinde sıkça kullanılır.

Çelik kafes sistemler Yüksek gerilim hatları

Kafes kiriş türleri Tipik çatı kafes kirişleri Tipik köprü kafes kirişleri K kafes kirişi Bir kafes kirişin konsol kısmı Baskül Stadyum kafes kirişi Diğer kafes kirişler

Basit Kafes Sistemler Rijit Kafes Sistem yük uygulaması sonucunda göçmeyen sistemdir. Şekil değişimi çok azdır. Basit kafes sistem temel üçgen kafes sisteme, iki eleman ve bir düğüm noktası ilave ederek oluşturulur. Yalnız üçgenlerden olması şart değildir.

Üçgen kafes sistem Düğüm noktası Eleman m 3 n 3 eleman sayısı m 2n - 3 Basit kafes sistem düğüm noktası sayısı m 5 n 4

Kafes Sistemlerin Düğüm Noktaları Metodu ile Analizi Kafes elemanları çözülerek her bir eleman ve pim için serbest cisim diyagramı çizilir. Her elemana etki eden iki kuvvetin eşit şiddetli ve tesir çizgili ve zıt yönlü olması gerekir. Mafsala eleman tarafından uygalanan kuvvet eş şiddet ve tesir çizgili ve zıt yönlüdür.

Her düğüm noktası için iki denge denklemi vardır. Denklem sayısı: 2n 2n kadar bilinmeyen çözülebilir. Basit kafes sistem için: m 2n 3 idi. 2n m + 3 tür. m + 3 kadar bilinmeyen çözülebilir. Mafsal denge denklemlerine ilave olarak, tüm sistemin denge şartlarından elde edilen 3 denklem daha vardır. akat bu denklemler düğüm noktasından bağımsız değilleridir. Mesnetlerdeki tepki kuvvetlerinin kısa yoldan çözümü için kullanılabilir.

Özel Yükleme Durumlarındaki Düğüm Noktaları Mafsal SCD İkişer ikişer aynı doğrultuda bulunan dört çubuğu birleştiren düğüm noktası göz önüne alınsın Mafsal iki çift zıt yönlü kuvvet etkisindedir Aynı doğrultudaki karşıt çubuklarda kuvvetler eşittir.

İkisi aynı doğrultuda olan üç çubuğu birleştiren ve bir P yükünü taşıyan düğüm noktası göz önüne alınsın İkisi aynı doğrultuda olan üç çubuğu birleştiren düğüm noktası göz önüne alınsın Mafsal SCD AC Sıfır kuvvet çubuğu AB AD AC 0 P Aynı doğrultudaki iki karşıt çubukta kuvvetler birbirine eşit ve diğer elemandaki kuvvet P ye eşittir. Aynı doğrultudaki iki karşıt çubukta kuvvetler birbirine eşit ve diğer elemandaki kuvvet sıfıra eşittir.

arklı doğrultuda iki çubuğun birleştiği düğüm noktası göz önüne alınsın Sıfır kuvvet çubukları İki kuvvet etkisi altındaki eleman, ancak kuvvetler sıfır olduğu durumda dengededir. Sıfır kuvvet çubukları

Örnek 6.1 2000 N 1000 N 12 m 12 m 12 m 6 m 6 m 8 m Çözüm: Tüm kafes sisteminin SCD ile E ve C bağlantılarındaki tepki kuvvetleri bulunur. Şekil incelendiğinde A düğüm noktasında sadece 2 bilinmeyen kuvvet olduğu görülür. Çözüme bu düğüm noktasından başlanabilir. Daha sonra sırasıyla D, B veedüğüm noktaları kullanılarak çözüm tamamlanır. Verilen kafes sistemde düğüm noktaları metodunu kullanarak her bir çubuktaki kuvvetleri bulunuz. Yapılan hesaplamanın doğru olup olmadığı C düğüm noktasındaki çözüm ile karşılaştırılabilir.

SCD 2000 N 1000 N 12 m 12 m 8 m Çözüm: Tüm kafes sisteminin SCD ile E ve C bağlantılarındaki tepki kuvvetleri bulunur. 12 m 6 m 6 m M C 0 E ( 2000 N)( 24 m) + ( 1000 N)( 12 m) ( 6 m) E 10000 N x 0 C C 0 x x y 0 2000 N -1000 N + 10,000 N + C C 7000 N y y

2000 N 1000 N 12 m 12 m 8 m Şekil incelendiğinde A düğüm noktasında sadece 2 bilinmeyen kuvvet olduğu görülür. Çözüme bu düğün noktasından başlanabilir. 12 m 6 m 6 m 2000 N 2000 N 2000 N AB AD 4 3 5 AB AD 1500 N 2500 N Çekme Basma

2000 N 1000 N 12 m 12 m 12 m 6 m 6 m 8 m A düğüm noktasından sonra komşu düğüm noktalarına geçilecektir. Şekil incelenirse B düğüm noktasına geçilirse 3 bilinmeyen kuvvet, D düğüm noktasına geçilirse 2 bilinmeyen kuvvet olduğu görülür. Bunun için D düğüm noktası seçilir. DA 2500 N D DB DE DB DE 2 DA () 3 5 DA 2500 N Çekme 3000 N Basma

2000 N 1000 N 12 m 12 m 12 m 6 m 6 m BA 1500 N BD 2500 N 1000 N 8 m D düğüm noktasından sonra komşu düğüm noktalarına geçilecektir. Şekil incelenirse E düğüm noktasına geçilirse 3 bilinmeyen kuvvet, B düğüm noktasına geçilirse 2 bilinmeyen kuvvet olduğu görülür. Bunun için B düğüm noktası seçilir. y BE x BC 3750 N ( 2500) 4 0 1000 4 5 5 + 5250 N BE 3750 N BE Basma 3 ( 2500) ( 3750) 0 BC 1500 3 5 5 BC 5250 N Çekme

2000 N 1000 N 12 m 12 m 12 m 6 m 6 m 8 m B düğüm noktasından sonra komşu düğüm noktalarına geçilecektir. Şekil incelenirse E düğüm noktasına geçilirse 2 bilinmeyen kuvvet olduğu görülür. B düğüm noktasına geçilebilir. C düğüm noktasında 1 bilinmeyen kuvvet vardır. Bu düğüm noktası da seçilebilir. EB 3750 N x EC 3 0 3 5 EC + 3000 + 5 8750 N ( 3750) ED 3000 N EC 8750 N Basma E 10000 N

2000 N 1000 N 12 m 12 m 8 m Kafes sistemdeki tüm bilinmeyen kuvvetler bulundu. Çözüm yapılmayan C düğüm noktası var. Bu düğüm noktasındaki çözümü yaparak yaptığımız hesaplamanın doğru olup olmadığını belirleyebiliriz. 12 m 6 m 6 m C y 7000 N CB 5250 N CE 8750 N x 5250 + 3 5 ( 8750) 0 ( dogru) y 7000 + 4 5 ( 8750) 0 ( dogru)

Uzay Kafes Sistemleri Doğrusal elemanlar 3 boyutlu şekil oluşturacak şekilde birleştirilirse uzay kafes sistemi oluştururlar. En küçük uzay kafes sistemi 6 elemana ve 4 düğüm noktasına sahiptir. (tetrahedron yapı) Basit uzay kafes sistemi bu yapıya yeni 3 eleman ve 1 düğüm noktası ilavesiyle yapılır. Basit kafes sistemde: m 3n -6 m: eleman sayısı, n :düğüm noktası sayısı Her düğüm noktası için 3 denklem vardır. Denklem sayısı: 3n. 3n m + 6 Bu denklemler m eleman ve 6 bağlantı kuvveti için kullanılır. Tüm sistemin serbest cisim diyagramı ile 6 denklem daha kullanılabilir fakat bu denklemler düğüm noktasından elde edilenlerle ilişkilidir.

Kafes Sistemleri Kesit Alma Yöntemi ile Analizi Kafes sistemde tüm elemanlardaki kuvvetlerin hesaplanması gerekmiyorsa ve bir veya daha fazla elemandaki kuvvet araştırılıyorsa Kesit alma yöntemi kullanılır. BD elemanındaki kuvvet araştırılıyorsa, bu elemanı kapsayacak ve en az çubuk kesecek şekilde kesme işlemi yapılarak SCD çizilmelidir. Bu örnekte 3 eleman kesilmiştir. Kuvvet ve moment denge denklemleri kullanılarak BD elemanındak kuvet dahil olmak üzere bilinmeyen eleman kuvvetleri hesaplanır.

Basit Kafes Sistemlerden Oluşan Kafesler ABC kafesi ABD kafesi DE kafesi AB kafesi Bileşik kafes sistem statikçe belirli ve rijit ise: m 2n 3 eleman sayısı düğüm sayısı Basit kafes değil çünkü İki eleman eklemesi ile oluşturulamazlar Kafes sistem gereksiz bir elemana sahipse, statikçe belirsizdir: m > 2n 3 BD, BE, CD veya CE elemanlarından biri fazladır

Örnek 6.3 6x5m 30m Çözüm Tüm kafes yapı için SCD oluşturulur. A ve L noktalarındaki tepki kuvvetleri denge denklemleri ile bulunur. H, GH ve GI elemanlarını kapsayacak şekilde kesme işlemi yapılır ve daha az kuvvet içerdiği için sağ taraftaki grup için SCD çizilir. Denge denklemleri kullanılarak elemanlardaki kuvvetler bulunur. Şekildeki kafes sistemde H, GH ve GI elemanlarındaki kuvvetleri bulunuz.

Çözüm Tüm kafes yapı için SCD oluşturulue. A ve L noktalarındaki tepki kuvvetleri denge denklemleri ile bulunur. A x 0 A L M A 0 6x5m 30m ( 5 m)( 6 kn) ( 10 m)( 6 kn) ( 15 m)( 6 kn) ( 20 m)( 1kN) ( 25 m)( 1kN) + ( 25 m) L L 7.5 kn y 0 20 kn + L + A A 12.5 kn

H, GH ve GI elemanlarını kapsayacak şekilde kesme işlemi yapılır ve daha az kuvvet içerdiği için sağ taraftaki grup için SCD çizilir. Denge denklemleri kullanılarak elemanlardaki kuvvetler bulunur. M H 0 ( 7.50 kn)( 10 m) ( 1kN)( 5 m) ( 5.33 m) GI GI + 13.13 kn 13.13 kn Çekme GI 0

tanα M G 8 m 15 m ( 7.5 kn)( 15 m) ( 1kN)( 10 m) ( 1kN)( 5 m) + ( cosα )( 8 m) 0 G GL 0 H H 13.82 kn 0.5333 H 13.82 kn C α 28.07 tan β 2 3 5 m ( 8 m) M L 0 ( 1kN)( 10 m) + ( 1kN)( 5 m) + ( cos β )( 10 m) GH GI HI 1.371 kn GH 1.371kN C 0.9375 GH β 43.15 0

Yapıların Analizi Çerçeveler ve makinalar en azından bir tane çok kuvvetli eleman içeren yapılardır. Çerçeveler genellikle yüklemeleri desteklemek için kullanılır ve sabittirler. Makinalar hareketli parçalar içerirler ve kuvvet aktarımı veya dönüşümü için kullanılırlar. (Mesnetlerin yardımı olmadan da biçimini korumaktadır) Tüm çerçevenin SCD çizilerek çerçeveye gelen dış kuvvetler bulunur. Çerçevenin her elemanı için ayrı ayrı SCD çizilir ve elemanlara gelen iç kuvvetler bulunur. İki kuvvet içeren elemanlarda kuvvetin tesir çizgisi biliniyor fakat şiddeti ve yönü bilinmiyor. Çok kuvvet içeren elemanlarda ise kuvvetlerin tesir çizgisi, yönü ve şiddeti bilinmiyor. Bu nedenle iki bileşenli kuvvet (eksen takımına göre yatay ve düşey) olarak gösterilirler. Birbirine bağlı olan elemanlarda temas noktalarındaki kuvvetler eş şiddetli fakat ters yönlüdürler.

Mesnetlerinden Ayrıldığında Rijit Olmayan Yapılar Bazı yapılar mesnetlerinden ayrıldığında çökebilirler. Bu yapılar rijit olarak tanımlanamazlar. Tüm yapının SCD oluşturulduğunda 4 tane bilinmeyen tepki kuvvetine sahiptir ve 3 denge denklemi ile belirlenemezler. Bu nedenle yapı iki farklı fakat rijit cisim olarak düşünülebilir. Eş şiddetli fakat zıt yönlü olan tepki kuvvetleriyle birlikte 6 bilinmeyen kuvvet olacaktır. Bunun yanında denge denklemi sayısı da 6 olacaktır (her eleman için 3 denklem vardır). Böylece bilinmeyen kuvvetler bulunabilir.

Örnek 6.4 Şekildeki çerçevede ACE ile BCD elemanları C noktasından bir pimle, ayrıca DE çubuğuyala bağlıdır. Verilen yüklemeye göre, DE çubuğundaki kuvveti ve C noktasında BCD elemanına gelen kuvvetin bileşenlerini hesaplayınız. Çözüm: Tüm yapı için SCD çizilir ve bilinmeyen tepki kuvvetleri hesaplanır. BCD elemanı için SCD çizilir. DE çubuğundan gelen kuvvetin tesir çizgisi bellidir ama şiddet ve yönü belli değildir. Bunun için C noktasına göre moment denge denklemi kullanılabilir. DE çubuğundan gelen kuvvet bilinirse C noktasından BCD elemanına gelen kuvvet hesaplabilir. ACE elemanı için SCD çizilirse yukarıda hesaplanan kuvvetlerin doğruluğu kontrol edilebilir.

Çözüm: Tüm yapı için SCD çizilir ve bilinmeyen tepki kuvvetleri hesaplanır. y 0 A 480 N y A y 480 N ( 480 N)( 100 mm) ( 160 mm) M A 0 + B B 300 N x 0 B + A x A x 300 N α tan 1 80 150 28.07

BCD elemanı için SCD çizilir. DE çubuğundan gelen kuvvetin tesir çizgisi bellidir ama şiddet ve yönü belli değildir. Bunun için C noktasına göre moment denge denklemi kullanılabilir. M C DE 0 561 N ( sinα )( 250 mm) + ( 300 N)( 60 mm) + ( 480 N)( 100 mm) DE DE 561 N C x 0 0 C C x x DE cosα + 300 N ( 561 N) cosα + 300 N C x 795 N y 0 0 C C y y DE sinα 480 N ( 561 N) sinα 480 N C y 216 N

ACE elemanı için SCD çizilirse yukarıda hesaplanan kuvvetlerin doğruluğu kontrol edilebilir. M A ( DE cosα )( 300 mm) + ( DE sinα )( 100 mm) Cx ( 220 mm) ( 561cosα )( 300 mm) + ( 561sinα )( 100 mm) ( 795)( 220 mm) 0 (kontrol edilecek)

Makinalar Makinalar kuvvet aktarımı ve değiştirilmesi için kullanılan yapılardır. Giriş kuvvetlerini çıkış kuvvetlerine çevirirler. Bir teli kesmek için kullanılan keski aletine P kuvveti uygulanmakta. P kuvvetinin şiddeti biliniyorsa, Q kuvvetinin şiddetini bulunuz. Tüm makinanın SCD si çizilir. Telden gelen tepki kuvveti de ilave edilir. Makina rijit olmayan bir yapıdır. Elemanlardan biri serbest cisim olarak seçilir. A noktasına göre moment alınırsa: M A 0 ap bq Q a b P

Örnek P C 2.4 kn şiddetinde bir P kuvveti, şekilde gösterilen motor sisteminin pistonuna etkimektedir. Sistemi dengede tutacak olan M momentini bulunuz. B M 250 mm 100 mm A 75 mm

B C P N BC BCx BCy P P BC BCy BC BCx BCy BC BC BCy 0.3 250 75 261 75 250 261 261 75 250 261 261 250 261 250 75 2 2 + Piston SCD P P BCy BCy y Σ 0 0

AB Karankı SCD 0.075 m BCx M 0.1 m A x BCy A y + ΣM BCx A (0.1) 0 + BCy (0.075) M 0 M 0.3P(0.1) + P(0.075) M 0.105P P 2.4 kn için M 0.105(2.4) M 252 Nm (saat ibreleri yönünde)