MUKAVEMET I : 09/10 4.H. Gerilme & Genleme



Benzer belgeler
STATİK-MUKAVEMET. Doç. Dr. NURHAYAT DEĞİRMENCİ

ULUDAĞ ÜNİVERSİTESİ MÜHENDİSLİK FAKÜLTESİ MAKİNE MÜHENDİSLİĞİ BÖLÜMÜ

1. ÇEKME DENEYİ 1.1. DENEYİN AMACI

MAK 305 MAKİNE ELEMANLARI-1

MALZEME BİLİMİ. Mekanik Özellikler ve Davranışlar. Doç. Dr. Özkan ÖZDEMİR. (DERS NOTLARı) Bölüm 5.

MALZEME BİLGİSİ DERS 7 DR. FATİH AY. fatihay@fatihay.net

8. Hafta. Kirişlerin Kesme Kuvveti ve Eğilme E. Kiri. görece. beam) Nedir?; MUKAVEMET I : I : MUKAVEMET I MUKAVEMET I : 09/10 5.H. (kalınlıkxgenişlik)

Malzemenin Mekanik Özellikleri

MECHANICS OF MATERIALS

Malzemelerin Mekanik Özellikleri

Mühendislik Mimarlık Fakültesi Makine Mühendisliği Bölümü

Burulma (Torsion) Amaçlar

mukavemeti τ MPa. Sistemde emniyet katsayısı 4 olarak verildiğine göre; , pimlerin kayma akma mukavemeti

2. Amaç: Çekme testi yapılarak malzemenin elastiklik modülünün bulunması

Deneyin Amacı Çekme deneyinin incelenmesi ve metalik bir malzemeye ait çekme deneyinin yapılması.

BASMA DENEYİ MALZEME MÜHENDİSLİĞİ BÖLÜMÜ. 1. Basma Deneyinin Amacı

MEKANİK ANABİLİMDALI MUKAVEMET-2 UYGULAMA PROBLEMLERİ SAYFA:1

METALİK MALZEMELERİN ÇEKME DENEYİ

BÜKME. Malzemenin mukavemeti sınırlı olduğu için bu şekil değişimlerini belirli sınırlar içerisinde tutmak zorunludur.

MUKAVEMET DERSİ. (Temel Kavramlar) Prof. Dr. Berna KENDİRLİ

TEKNOLOJİNİN BİLİMSEL İLKELERİ. Öğr. Gör. Adem ÇALIŞKAN

09/10 5.H MUKAVEMET I : MUKAVEMET I : 5. Hafta. - Statikçe belirsiz (axial) problemler ve. - Isıl Gerilmeler. Eksenel Yükleme 2008 NM


= σ ε = Elastiklik sınırı: Elastik şekil değişiminin görüldüğü en yüksek gerilme değerine denir.

MAK 305 MAKİNE ELEMANLARI-1

ÇEKME DENEYİ 1. DENEYİN AMACI

MATERIALS. Kavramı. Third Edition. Ferdinand P. Beer E. Russell Johnston, Jr. John T. DeWolf. Lecture Notes: J. Walt Oler Texas Tech University

TAHRİBATLI MALZEME MUAYENESİ DENEYİ

FZM 220. Malzeme Bilimine Giriş

PLASTİK ŞEKİL VERME YÖNTEMİ

EKSENEL YÜKLERDEN OLUŞAN GERILME VE ŞEKİL DEĞİŞİMİ Eksenel yüklü elemanlarda meydana gelen normal gerilmelerin nasıl hesaplanacağı daha önce ele

Elastisite Teorisi Hooke Yasası Normal Gerilme-Şekil değiştirme

KOCAELİ ÜNİVERSİTESİ Mühendislik Fakültesi Makina Mühendisliği Bölümü Mukavemet I Final Sınavı

Bükme sonrasında elde edilmeye çalışılan parça şekli için geri yaylanma durumu dikkate alınmalıdır.

T.C. KAHRAMANMARAŞ SÜTÇÜ İMAM ÜNİVERSİTESİ MAKİNE MÜHENDİSLİĞİ BÖLÜMÜ M-220 ÇEKME DENEYİ

MUKAVEMET SAKARYA ÜNİVERSİTESİ MAKİNE MÜHENDİSLİĞİ BÖLÜMÜ MAKİNE ELEMANLARI-I DERS NOTU

Tablo 1 Deney esnasında kullanacağımız numunelere ait elastisite modülleri tablosu

Standart Çekme Testi

BAŞKENT ÜNİVERSİTESİ MAKİNA MÜHENDİSLİĞİ BÖLÜMÜ MAK 402 MAKİNA MÜHENDİSLİĞİ LABORATUVARI DENEY - 3 ÜÇ NOKTALI EĞİLME DENEYİ

ÇEKME DENEYİ (1) MALZEME MÜHENDİSLİĞİ BÖLÜMÜ 1. DENEYİN AMACI:

Prof.Dr.İrfan AY. Arş.Gör.T.Kerem DEMİRCİOĞLU. Öğr. Murat BOZKURT. Balıkesir

MALZEMELERİN MEKANİK ÖZELLİKLERİ

BİLGİSAYAR DESTEKLİ TASARIM VE ANALİZ (ANSYS)

Uygulanan dış yüklemelere karşı katı cisimlerin birim alanlarında sergiledikleri tepkiye «Gerilme» denir.

ÇEKME DENEYİ. Şekil. a) Çekme Deneyi makinesi, b) Deney esnasında deney numunesinin aldığı şekiler

SERTLİK ÖLÇME DENEYLERİ

TEKNOLOJİNİN BİLİMSEL İLKELERİ. Bölüm-4 MALZEMELERDE ÇEKME-BASMA - KESME GERİLMELERİ VE YOUNG MODÜLÜ Malzemelerde Zorlanma ve Gerilme Şekilleri

BAŞKENT ÜNİVERSİTESİ MAKİNE MÜHENDİSLİĞİ BÖLÜMÜ MAK 402 MAKİNE MÜHENDİSLİĞİ LABORATUVARI DENEY 9B - BURULMA DENEYİ

JFM 301 SİSMOLOJİ ELASTİSİTE TEORİSİ Elastisite teorisi yer içinde dalga yayılımını incelerken çok yararlı olmuştur.

BURULMA DENEYİ 2. TANIMLAMALAR:

Dişli çarklarda ana ölçülerin seçimi

BURSA TEKNİK ÜNİVERSİTESİ DOĞA BİLİMLERİ, MİMARLIK VE MÜHENDİSLİK FAKÜLTESİ MAKİNE MÜHENDİSLİĞİ BÖLÜMÜ 3 NOKTA EĞME DENEYİ FÖYÜ

MECHANICS OF MATERIALS. Burulma. Fatih Alibeyoğlu. Third Edition CHAPTER. Ferdinand P. Beer E. Russell Johnston, Jr. John T.

MALZEMELERİN MEKANİK ÖZELLİKLERİ

MADEN MÜHENDİSLİĞİ BÖLÜMÜ MÜHENDİSLİK MEKANİĞİ ARA SINAVI ( )

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

METALİK MALZEMELERE UYGULANAN MEKANİK DENEYLER. (Ders Notları) Hazırlayan Prof. Dr. Gençağa Pürçek

T.C. BİLECİK ŞEYH EDEBALİ ÜNİVERSİTESİ MÜHENDİSLİK FAKÜLTESİ MAKİNE VE İMALAT MÜHENDİSLİĞİ BÖLÜMÜ MIM331 MÜHENDİSLİKTE DENEYSEL METODLAR DERSİ

BARTIN ÜNİVERSİTESİ MÜHENDİSLİK FAKÜLTESİ METALURJİ ve MALZEME MÜHENDİSLİĞİ BÖLÜMÜ METALİK MALZEMELERİN ÇEKME VE BASMA DENEY FÖYÜ

Mukavemet I Dersinde Çözülecek Problemler

DAYANIM İLE İLİŞKİLİ MALZEME ÖZELİKLERİ

ELASTİSİTE TEORİSİ I. Yrd. Doç Dr. Eray Arslan

KARADENİZ TEKNİK ÜNİVERSİTESİ MADEN MÜHENDİSLİĞİ BÖLÜMÜ MADEN İŞLETME LABORATUVARI

Burulma (Torsion) Amaçlar

Kirişlerde Kesme (Transverse Shear)

FZM 220. Malzeme Bilimine Giriş

Şekil 2.1. Yük uzama eğrisi [2].

BARTIN ÜNĠVERSĠTESĠ MÜHENDĠSLĠK FAKÜLTESĠ METALURJĠ VE MALZEME MÜHENDĠSLĠĞĠ

10. ÜNİTE DİRENÇ BAĞLANTILARI VE KİRCHOFF KANUNLARI

g 1, q Tasarım hatası

Burulma (Torsion): Dairesel Kesitli Millerde Gerilme ve Şekil Değiştirmeler

Burma deneyinin çekme deneyi kadar geniş bir kullanım alanı yoktur ve çekme deneyi kadar standartlaştırılmamış bir deneydir. Uygulamada malzemelerin

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

BURULMA (TORSİON) Dairesel Kesitli Çubukların (Millerin) Burulması MUKAVEMET - Ders Notları - Prof.Dr. Mehmet Zor

BÖLÜM 5 MALZEMELERİN MEKANİK ÖZELLİKLERİ

PLASTİK ŞEKİLLENDİRME YÖNTEMLERİ

Makine Elemanları I Prof. Dr. Akgün ALSARAN. Temel bilgiler-flipped Classroom Mukavemet Esasları

BURSA TEKNĠK ÜNĠVERSĠTESĠ DOĞA BĠLĠMLERĠ, MĠMARLIK VE MÜHENDĠSLĠK FAKÜLTESĠ MAKĠNE MÜHENDĠSLĠĞĠ BÖLÜMÜ

BA KENT ÜNİVERSİTESİ. Malzemeler genel olarak 4 ana sınıfa ayrılabilirler: 1. Metaller, 2. Seramikler, 3. Polimerler 4. Kompozitler.

Malzeme Bilgisi ve Gemi Yapı Malzemeleri

Mukavemet. Betonarme Yapılar. Giriş, Malzeme Mekanik Özellikleri. Dr. Haluk Sesigür İ.T.Ü. Mimarlık Fakültesi Yapı ve Deprem Mühendisliği

YTÜ Makine Mühendisliği Bölümü Mekanik Anabilim Dalı Özel Laboratuvar Dersi Strain Gauge Deneyi Çalışma Notu

Bölüm 6: Mekanik Özellikler

GERİLME Cismin kesilmiş alanı üzerinde O

Şekil 1.1. Beton çekme dayanımının deneysel olarak belirlenmesi

Makine Elemanları I Prof. Dr. İrfan Kaymaz. Temel bilgiler-flipped Classroom Mukavemet Esasları

MALZEME BİLGİSİ DERS 8 DR. FATİH AY. fatihay@fatihay.net

Makine Mühendisliği Bölümü Department of Mechanical Engineering MAK 303 MAKİNE TASARIMI I ME 303 MACHINE DESIGN I

Mekanik Davranışın Temel Kavramları. Cisimlerin uygulanan dış kuvvetlere karşı gösterdiği tepkiye mekanik davranış denir.

MEKATRONĐK EĞĐTĐMĐNDE LABORATUAR UYGULAMALARINDA KULLANILMAK ÜZERE MASAÜSTÜ ÇEKME CĐHAZI TASARIMI

29- Eylül KOÜ. Mühendislik Fakültesi Makine Mühendisliği Bölümü ( 1. ve 2. Öğretim 2. Sınıf / B Şubesi) Mukavemet Dersi - 1.

Şekil Çekmeye veya basmaya çalışan kademeli milin teorik çentik faktörü kt

METALURJİ VE MALZEME MÜH. LAB VE UYG. DERSİ FÖYÜ

ÇEKME DENEYĠ. ġekil 1. Düşük karbonlu yumuşak bir çeliğin çekme diyagramı.

Burulma (Torsion): Dairesel Kesitli Millerde Gerilme ve Şekil Değiştirmeler

Mukavemet 1. Fatih ALİBEYOĞLU. -Çalışma Soruları-

MUKAVEMET NORMAL KUVVET Normal kuvvet etkisindeki bir çubukta Stresses, strains and deformations

MALZEME SEÇİMİ ve PRENSİPLERİ

Mukavemet-II. Yrd.Doç.Dr. Akın Ataş

YAPI MALZEMELERİ DERS NOTLARI

Transkript:

: 09/10 4.H 4. Hafta (Deformations Under xial Loading) EKSENEL YÜKLEMEY 11 : 09/10 4.H Stress & Strain: xial Loading Gerilme & Genleme Genleme (birim uzama, birim şekil değiştirme) : Önceki bölümde bir yapıya yada makine elemanına uygulanan yüklerle çeşitli bağlantılar ve elemanlarda oluşturulan gerilmelerin analizi yapıldı, bundan başka belirli yük koşulları altında basit eleman ve bağlantıların hasara uğramadan tasarımı öğrenildi, Yapıların analiz ve tasarımının diğer bir yönü de uygulanan yükler sonucunda ortaya çıkan şekil değiştirmeleri (deformasyonları) ilgilendirir. Bir yapının amacını gerçekleştirmesini engelleyecek büyük deformasyonlardan kaçınmak gerekir, Deformasyonların analizi elemanda gerilmelerin dağılımının belirlenmesinde yardımcı olur. ynı zamanda statikçe belirsiz yapılarda statikçe belirsiz kuvvetlerin ve tepki kuvvetlerinin bulunmasında da yardımcı olur, Bu bölümde eksenel yükleme etkisindeki elemanların deformasyonu ile ilgileneceğiz.

: 09/10 4.H Eksenel yükleme altındaki elemanların n deformasyonu ; P 3 P stress δ normal genleme, ε normal strain L gerinim, birim uzama δ P δ ε L P P δ δ ε L L 4 : 09/10 4.H Bir katı cismin uygulanan kuvvetlere karşı gösterdiği tepki mekanik davranış olarak adlandırılır. Bu davranışın biçimini de mekanik özellikler belirler. Bu özelliklerde değişik zorlamalar altında malzemedeki gerilme ve şekil değiştirmeleri ölçerek ve gözleyerek saptanır. İki aşamada olur; 1. Malzeme sürekli ortam kabul edilir ve dış kuvvetlere karşı tepki uygula-gözle yöntemi ile deneysel olarak saptanır. Böylece mekanik davranış ile ilgili olarak temel bilgiler şekil değiştirme, gerilme, sertlik, mukavemet, süneklik tanımları yapılır,. Şekil değiştirme ile kırılma mekanizmaları ele alınır; atomların nasıl davrandığı, iç yapıda ne tür değişikliklerin olduğu iç yapı ile mekanik özellikler arasında ne tür ilişkilerin bulunduğu incelenir. Özellikle basit çekme deneyi en çok uygulanan deneydir.

: 09/10 4.H Çekme deneyi (Stress Stress-Strain Strain Test) 5 : 09/10 4.H Gerçek kopma gerilmesi ç k ak o Orantı sınırı elastik sınır kma g. En Büyük Çekme gerilmesi Kopma gerilmesi Elastik bölge kma bölgesi Pekleşme bölgesi Boyun bölgesi Elastik davranış Plastik davranış 6 Sünek malzemeler için tipik gerilme-genleme diyagramı.

: 09/10 4.H Sünek bir çelik için i in gerilme-genleme genleme diyagramı 7 : 09/10 4.H Stress-Strain Strain Diagram: Ductile Materials Ductile Materials (Sünek nek malzemeler) Pekleşme bölgesi Boyun oluşumu ( ecking) sünek bir malzemenin KIRILM tipi 8

: 09/10 4.H Stress-Strain Strain Diagram: Brittle Materials (gevrek malzeme) gevrek bir malzemenin çekme ile KIRILM tipi Kopmadan önce belirgin bir plastik şekil değiştirme yok. 9 : 09/10 4.H kma Gerilmesi (Yield Stress) Plastik (kalıcı) şekil değiştirmenin başladığı gerilme seviyesine denir ve bir çok sünek malzeme belirgin bir akma gösterdiği için akma gerilmesi gerilme-genleme diyagramından direkt tespit edilebilir. Belirgin akma göstermeyen malzemeler için kaydırma (offset) yöntemi ile akma gerilmesi bulunur. Bu da 0.00 (yada 0.%) şekil değiştirme noktasından elastik doğruya paralel bir doğru çizerek elde edilir, bu doğrunun gerilme-genleme diyagramını kestiği gerilme seviyesine teknolojik akma gerilmesi de denir ve 0. ile gösterilir. 10

: 09/10 4.H Offset Yield Stress ( 0. ) 11 1 : 09/10 4.H Şekilde görüldüğü gibi orijinden noktasına kadar olan kısımda gerilme ile E C B genleme arasındaki ilişki O doğrusal (lineer) dır. noktasına ORNTI SINIRI adı verilir, B noktasına da ELSTİK SINIR denir ( ile B arasında durum nonlineer dir) Lineer bölgede gerilmenin genlemeye oranına ELSTİSİTE MODÜLÜ (Young Modülü) adı verilir E ile gösterilir E < O ε Noktaların yerleri abartılı olarak aralıklı belirtilmiştir, gerçekte birbirine çok yakındır. Pratikte çoğu u zaman akma gerilmesine kadar orantılı (lineer) elastik şekil değiştirme olduğu u kabulü yapılır.

: 09/10 4.H Design Properties 1. MUKVEMET (Strength). RİJİTLİK (Stiffness) 3. SÜNEKLİK (Ductility) Yük taşıyan elemanların tasarımı yapılırken kullanılacak malzemelerin en önemli üç mekanik özelliği. Malzemenin mekanik davranışı (yada özelliği) gerilme ile genleme arasındaki ilişki ile tanımlıdır 13 : 09/10 4.H Mukavemet - (Strength) 1. kma Mukavemeti-or Dayanımı (Yield Strength). Maksimum Çekme Mukavemeti-or Dayanımı (Ultimate Strength ) 3. Kırılma or Kopma Gerilmesi (Fracture Stress) 14

: 09/10 4.H kma Dayanımı (Yield Strength) Malzemenin kalıcı bir deformasyon (yada belirgin akma) olmadan dayanabileceği en büyük gerilme değeri. Y Y or YP YS k. veya 0. 15 : 09/10 4.H Maksimum Çekme Mukavemeti (Ultimate Strength) Mühendislik gerilme-genleme diyagramında en büyük gerilme değeri (mühendislik açısından malzemenin taşıyabileceği). U ç Kırılma (kopma) Gerilmesi Gerilmesi (Fracture Stress) Kopma anındaki gerilme değeri. F K 16

: 09/10 4.H RĐJĐDLĐK (Stiffness) Şekil değiştirmeye karşı gösterilen dirençtir, gerilmenin genlemeye oranı (veya yükün deplasmana oranı) ile tanımlanır. Genellikle elastik bölgede anlamlıdır. Malzemenin rijidliğini elastisite modülü (E; Young Modulus) temsil eder. 17 : 09/10 4.H SÜNEKLĐK (Ductility) (plastik şekil değiştirme kabiliyetidir) 1. Kırılıp-kopmadan önce büyük genlemelerin (yani şekil değiştirmelerin) olduğu malzemeler SÜNEK (ductile materials) olarak sınıflandırılır.. Yukardakinin aksi küçük genleme (şekil değiştirme) miktarlarında kırılıp-kopan malzemeler GEVREK (brittle materials) olarak sınıflandırılır. 3. Bunlar malzemenin hasarlanma (kopma, kırılma) tipini belirleyen özellikleridir. 18

: 09/10 4.H Ductile/brittle behaviour - Sadece sünek malzemeler boyun verir. SÜNEK ; %δ 5 > 8% (approximately) GEVREK; %δ 5 < 5% (approximately) Sünekliğin Ölçümü : Yüzde Uzama ((L k L 0 )/ L 0 )) x (100%) (sünek sayılan çelikler için bu değer ~38%) Yüzde kesit büzülmesi (( 0 f )/ 0 ))x(100%) (sünek sayılan çelikler için bu değer ~ 60%) 19 Sünek malzemelere örnek : çelik (Steel bakır (Copper), Nickel, Nylon, pirinç (Brass), luminum, Steel), pirin : 09/10 4.H 0

: 09/10 4.H Mühendislik Gerilmesi / Gerçek ek Gerilme P/( o ) Mühendislik Gerilmesi (burada, P uygulanan yük, o ilk (orijinal) kesit alanı) g P/ Gerçek Gerilme burada, anlık kesit alanıdır. Mühendislik Malzemesi Gerilme-Genleme diyagramlarında genellikle şu beş bölge anlamlıdır; - Lineer elastik bölge (The linear elastic region) - kma platosu (The yield plateau) - Pekleşme bölgesi veya homojen plastik şekil değiştirme bölgesi (The strain-hardening region) - Mühendislik açısından kullanılamaz bölge (The post-ultimate stress or strain-softening region) 1 : 09/10 4.H Mühendislik gerilmesi ile gerçek ek gerilme arasındaki ilişki : g F/ True Stress burada, anlık kesit alanıdır. plastik şekil değiştirmede hacim sabitliğinden, o L o L and L L o (1 + ε) Therefore o / L/L o (1+ ε) yazılabilir, Buradan mühendislik gerilmesi ile gerçek gerilme arasındaki ilişki aşağıdaki gibi elde edilir: g F/ (F/ o )(1 + ε) (1+ ε)

: 09/10 4.H Mühendislik genlemesi ile gerçek ek genleme arasındaki ilişki : ε g Σ ε Σ ( L/L) gerçek genleme küçük L artışlarının o andaki L ye bölünmesiyle elde edilir ve bunlar toplanarak toplam gerçek genleme değeri bulunur. L dl L ε g ln ln (1+ε ) L L L 0 0 * Önemli : ε mm/mm boyutsuzdur 3 : 09/10 4.H Lineer er gerilme-genleme genleme yasası Genelde birçok mühendislik malzemesinin akma dayanımına kadar lineer elastik olarak şekil değiştirdiği kabulü yapılır, Bu bölgedeki lineer ilişki de, burada, E.ε tek eksenli çekme için (for uniaxial case), E elastic constant, E is Young s modulus (Elastisite Modülü) Thomas YOUNG (1773 (1773-189) 189) Yukarda bahsedilen lineer ilişki HOOKE YSSI olarak bilinir. E pl /ε pl (orantı sınırı) Typically E 10 GPa (steel) ; E 70 GPa (aluminium) 4 Sir Robert HOOKE (1635-1703) 1703)

: 09/10 4.H Hooke Yasası (Hooke s s Law) * Tek eksenli gerilme hali için i in tanıml mlıdır * Eε x x 0 x ak. (aralığında geçerlidir) 5 : 09/10 4.H laşımlama ile, ısıl işlem ile, imalat yöntemi ile malzemenin mukavemeti ( ak. ) değiştirilebilir M elastisite modülü değişmez. 6

: 09/10 4.H Elastik e karşı şılık k plastik davranış ış (pekleşme) : Yük (gerilme) kaldırıldığında parçada herhangi bir genleme kalmıyorsa (orjine dönüyorsa) elastik davranış sözkonusudur. Bu şekilde ulaşılan en büyük genlemeye karşılık gelen gerilmeye de elastik sınır denir Yük kaldırıldıktan sonra genleme sıfır olmuyorsa yani parça üzerinde bir kalıcı şekil değişimi oldu ise plastik davranış söz konusudur. 7 : 09/10 4.H Grey Cast Iron Beton (Concrete( Concrete) (Çekme dayanımını arttırmak için çelik ile takviye edilir) 8

: 09/10 4.H Genleme Enerjisi Strain Energy Density (u) u (1/) ε (elastik bölgede) u (1/) ( / E) Modulus of Resilience (u r ) u r (1/) pl ε pl (1/) ( pl / E) z (1/) ( ak. / E) Modulus of Toughness (TOKLUK) toplam alan under the stress-strain curve 9 30 : 09/10 4.H Gerilme- genleme eğrisinde önemli noktalar; Gerilme- genleme diy. tasarımda önemlidir çünkü malzemenin fiziksel şekli ve boyutundan bağımsız olarak çekme ve basma dayanımı hakkında bilgi verir, Müh. Gerilme-genleme diy. orijinal kesit alanı ve ölçü uzunluğundan elde edilir. Sünek malzemeler yük etkisi atında dört belirgin davranış gösterir; elastik davranış ış,, akma, pekleşme ve boyun oluşumu umu, elastik bölgede gerilme ile genleme orantılı ise mazeme lineer elastik tir. Malzeme Hooke yasasına uyar, doğrunun eğimi elastisite modülünü, (E ) verir. Diy. üzerindeki en önemli noktalar; orantı sınırı,, elastik sınır, s akma gerilmesi, en büyük b çekme gerilmesi ve kırılma k (kopma) gerilmesi dir, Sünek malzemeler % uzama ve % kesit büzülmesib ile tanımlanır, Dökme demir gibi gevrek malzemeler çok az veya hiç akma göstermeden birdenbire (aniden) kırılır, Pekleşme (strain( strain-hardening) malzemenin akma dayanımını arttırır ancak sünekliğini düşürür, Genleme enerjisi malzemede deformasyon nedeniyle depolanan enerjidir (bu da eğri altındaki alandır). Birim hacim için genleme enerjisi yoğunlu unluğu olarak tanımlanır. Orantı sınırına kadar ki genleme enerjisi rezilyans modülünü, kopana kadarki genleme enerjisi de tokluğu tanımlar.

: 09/10 4.H ÖRNEK SORU: şağıda bir alaşımlı çeliğin çekme testinde elde edilmiş gerilme-genleme diyagramı görülmektedir. Buna göre, Elastisite modülünü, %0. akma gerilmesini hesaplayınız. Diy. üzerinden çekme dayanımını ve kopma dayanımını okuyunuz 31 : 09/10 4.H Orjinden doğrusal bölgede bir noktasına kadar olan bölgede diy dan okunarak; KM DY IM 0.% offset yöntemi ile E BÜYÜK B ÇEKME DY IM -ε eğrisininde en üst nokta B okunarak KOPM (KIRILM) DY IM ε k 0.3 e karşılık gelen gerilme değeri -ε eğrisininde C noktası okunarak 3

: 09/10 4.H Eksenel yükleme altında deformasyon Homojen, L uzunluğu boyunca sabit kesitli bir çubuk (sabit E) Ortaya çıkan gerilmeler akma dayanımını aşmaz ise Hooke Kanunu geçerlidir P E ε, ε E E From the definition of strain: δ ε L Equating and solving for the deformation, δ PL E Sabit kesitli çubuklar için Eğer çubuk değişik yerlerinden yüklenmiş, değişik kesit alanlarından ve değişik malzemelerden oluşmuş ise çubuk yukardaki formülün uygulanabildiği i parçaya bölünür ve toplam deformasyon, ile hesaplanır. 33 : 09/10 4.H Đşaret kuralı Çekme ve uzama pozitif olarak gösterilir Basma ve kısalma negatif olarak 34

: 09/10 4.H Örnek B C D 30 kn 75 kn 45 kn 400 300 300 E 00 GPa D 8 mm d 18mm. L1 L 300 mm L3 400 mm 1 615mm 3 54mm SOLUTION: Divide the rod into components at the load application points. pply a free-body analysis on each component to determine the internal force Evaluate the total of the component deflections. Yükleme hali yukarda verilen da ankastre bağlı değişken kesitli çubuğun toplam uzamasını (deformation) hesaplayınız. 35 36 : 09/10 4.H SOLUTION: R Üç kısma ayırıp SCD ları çizilirse : +60 75kN 75kN Normal Kuvvet Diyagramı (N) -15 B 45kN 45kN 45kN C 30kN 30kN 30kN D 30kN +30 Her bir parçanın SCD çizilerek o kısımdaki iç kuvvetler bulunur, + ΣF ΣF ΣF ΣF x x x x 0 R 0 P 3 0 P 0 P 1 + 75 45+ 30 0 R + 30 0 P + 75 45+ 30 0 P 3 45+ 30 0 P Evaluate total deflection, δ i Pi Li i Ei 1 P1 L1 E 1 P L + 30 10 1 3 60 10 N 15 10 P3 L3 + 3 N N N - D ucu 0.345 mm sağa doğru gitmiştir 3 60 10 3 3 3 ( 60 10 ) 300 ( 15 10 ) 300 ( 30 10 ) 1 400 + + 5 10 615 615 54 0.345 mm. δ 0.345 mm -Toplam uzama or, - D ucunun yer değiştirmesi or, 3 3

: 09/10 4.H Şekilde görülen çubuk 35 mm genişliğinde ve 10 mm kalınlığındadır. Çubuğun toplam uzamasını hesap ediniz (E00 GPa, L B L BC L CD 150 mm) Sonuç ; PB. LB δtop. E B. B PCD. LCD ECD. CD δtop. 0.137 mm PBC. LBC + + EBC. BC ya da ; BC arasındaki gerilme Normal kuvvet diy. 37 B C D : 09/10 4.H Değişken kesitli çubukta deformasyon L Herhangi bir Q noktasındaki genleme, δ dδ ε lim x 0 x dx P dδ ε dx. dx. E -Toplam deformasyon çubuğun L boyu üzerinden integrasyonu ile en genel çözüm, δ L P( x). dx ( x). E 0 38 Örneğin ; PP(x) kendi ağırlığından dolayı (x) x e bağlı kesit için elde edilir. Sabit kesitli çubuk için P(x)P ve (x) ile önceki ifade elde edilir.

: 09/10 4.H Örnek soru : özgül ağırlığı γ ve elastisite modülü E olan malzemeden yapılmış olan koni şeklindeki eleman tabanından şekilde gürüldüğü gibi düşeyde asılmıştır. Yerçekimi nedeniyle olacak toplam deformasyonu bulunuz. ÇÖZÜM M : Herhangi bir noktadaki eksenel iç kuvvet elemanın uzunluğu boyunca ağırlığına W(y) bağlı olarak değişir. Bu değişimi ifade edebilmek için koninin y ekseni boyunca boyutu x e bağlı olarak ifade edilmeli. 39 : 09/10 4.H Kesit alanını da y nin fonksiyonu olarak yazarak, y0 dan yl ye kadar değişken kesitli çubuk için çıkardığımız deformasyon ifadesi ile, elde edilir. 40

41 : 09/10 4.H Örnek Problem.1 Rijid BDE çubuğu B and CD çubukları ile bağlanmıştır. B aluminum (E 70 GPa) ve kesit alanı 500 mm, CD çelik olup (E 00 GPa) kesit alanı 600 mm. Şekildeki gibi 30-kN yük etkisinde a) B ucunun yer değiştirmesini, b) D ucunun yer değiştirmesini ve c) E ucunun yer değiştirmesini bulunuz. SOLUTION: pply a free-body analysis to the bar BDE to find the forces exerted by links B and DC. Evaluate the deformation of links B and DC or the displacements of B and D. Work out the geometry to find the deflection at E given the deflections at B and D. : 09/10 4.H Sample Problem.1 SOLUTION: BDE nin S.C.D. Displacement of B: δ B PL E M F F B 0 M CD D 0 B 0 ( 30kN 0.6m) ( 30kN 0.4m) + F + 90kN tension 0 F CD B 60kN compression 0.m 0.m Displacement of D: δ D 3 ( 60 10 N)( 0.3m) -6 9 ( 500 10 m )( 70 10 Pa) 514 10 PL E 6 m δ B 0.514 mm 3 ( 90 10 N)( 0.4m) -6 9 ( 600 10 m )( 00 10 Pa) 300 10 6 m δ D 0.300 mm 4

: 09/10 4.H Sample Problem.1 Displacement of D: BB DD BH HD 0.514 mm 0.300 mm x 73.7 mm EE DD δ E 0.300 mm δ E HE HD 1.98 mm ( 00 mm) x x ( 400+ 73.7) mm 73.7 mm δ E 1.98 mm 43 : 09/10 4.H PRB.1: Önce (MD MD Solids) Rod Rod and Collar Şekildeki değişken kesitli dairesel kesitli çubuk şekilde görüldüğü gibi düzgün eksenel yükleme etkisindedir. B ve BC kısımlarındaki iç kuvveti bulunuz. Her bir kısımdaki gerilmeleri bulunuz. 44

: 09/10 4.H Example Solution Free Body Diagram Equations of Equilibrium + 1 ( x) F 0 F 30k + 10k 0 F 1 0 k + ( x) F 0 F + 10k 0 F 10k 45 : 09/10 4.H 1 F1 1 F xial Stresses 0k 314.mm 10k 176.7mm 0k 314.mm reas: 1 10k 176.7mm π d 4 π d 4 ( 1000mm) 1 1m π 4 π 4 ( 1000mm) 1m ( 0mm) ( 15mm) 176.7mm 314.mm M 63.7 m M 56.6 m 1 1 63.7 MPa 63.7 MPa 56.6MPa ( C) 56.6MPa( T) 46

: 09/10 4.H Şekilde görülen çubuk sabit 35 mm genişik ve 10 mm kalınlıktadır. Şekildeki gibi yüklendiğinde en büyük ortalama normal gerilmeyi bulunuz. P Sonuç ; max. BC P BC PBC 30 k 35*10mm 87.5 30 MPa k 47 B C D : 09/10 4.H problemler prob.1 ( çubuklu bağlantı) prob. (değişken kesitli bileşik çubuğun deformasyonu) prob.3 (pimli jijid çubuk) prob.4 (axial stress check) prob.5 (3 çubuklu bağlantı) problemler (ÇZL.) (ssakaf ) word belgesi Prob. ve çözümleri Beer&Johnston dan Stress Check Swf file Mec Movie den sorular 1 48

: 09/10 4.H Relatif Deplasman (yer değiştirme) : Eğer bir çubuğun her iki ucu da hareket ediyorsa bu durumda çubuğun deformasyonu bir ucunun diğerine göre relatif deplasmanı ile ölçülür. şağıdaki şekilde olduğu gibi δ B/ ile gösterilir ve hesaplanır. Bu da B ucunun ucuna göre relatif yer değiştirmesi demektir. burada B ; EE B veya B δ B / δ + δ 49 : 09/10 4.H Relative Deformation ; eğer yük B den uygulanırsa üç çubuk ta deforme olur C and C çubukları C ve C de sabit bağlıdır, bunların deformasyonu noktasının δ deformasyonu ile ölçülür. ncak, B çubuğunun her iki ucu da hareket ettiğinden, B nin deformasyonu ve B noktalarının deformasyonları olan δ ve δ B arasındaki farka eşittir. Buna B ucunun ya göre relatif yer değiştirmesi denir ve aşagıdaki gibi hesaplanır, 50

: 09/10 4.H ÖRNEK SORU: -36 çeliğinden yapılmış olan çelik çubuk iki farklı kesitten oluşmuştur. B ve BD nin kesit alanı B 600 mm ve BD 100 mm. ucunun yerdeğiştirmesini ve B nin C ye göre yerdeğiştirmesini hesap ediniz. E10 GPa 51 : 09/10 4.H Sabit D mesnetine göre nın düşeyde relatif deplasmanı, pozitif ve negatif iç kuvvetlere dikkat ederek ; Sonuç pozitif olduğu için çubuk toplam olarak uzar ve cu yukarı doğru hareket eder. B nin C ye göre relatif yerdeğiştirmesi (δ B -δ C ) BC arasındaki iç kuvvet ile olur ve, Sonuç pozitif olduğu için B ucu C den uzaklaşır, yani BC kısmı uzar. 5

: 09/10 4.H ÖRNEK SORU: Kesit alanı 400 mm olan bir alüminyum tüp içine 10 mm çapında bir çelik çubuk sokuluyor ve B de rijid bir plaka ve somunla şekilde görüldüğü gibi bağlanıyor, da rijid bir duvara yaslanıyor. C den çubuğa uygulanan 80 kn luk yük nedeniyle çubuğun C ucu ne kadar hareket eder. E st 00 GPa, E l. 70 GPa. l. tüp ve çelik çubuğun SCD dan görülür ki tüp 80 kn luk basmaya, çelik çubuk ta 80 kn luk çekmeye zorlanmaktadır 53 : 09/10 4.H - Đlk önce B ye göre C ucunun yer değiştirmesini hesaplamalıyız (Sonucun pozitif çıkması C ucunun B ye göre relatif olarak sağa doğru hareket ettiğini gösterir, çünkü çubuk uzuyor) - Sabit olan ya göre B ucunun yer değiştirmesi ; (Buradaki negatif sonuç tüpün kısaldığını gösterir ve B ucunun ya göre relatif olarak sağa doğru hareket ettiğini gösterir) - Sonuç olarak her iki deplasman da sağa doğru olduğu için ; 54

: 09/10 4.H ÖRNEK SORU: Rijid B bloğu şekilde görüldüğü gibi iki kısa çubuk üzerinde duruyor. C çubuğu çelik olup çapı 0 mm, BD çubuğu alüminyum olup çapı 40 mm dir. F noktasından uygulanan 90 kn luk düşey yük nedeniyle F noktasının yer değiştirmesini bulunuz. E ç 00 GPa, E l. 70 GPa. B nin S.C.D. C nin S.C.D. BD nin S.C.D. 55 : 09/10 4.H C nin deformasyonu (kısalma) ; BD nin deformasyonu (kısalma) ; Deformasyon üçgenleri ; ve F noktasının deformasyonu ; 56

: 09/10 4.H ÖRNEK Prob: B ve C noktalarındaki iç kuvveti ve daki tepki kuvvetini hesap ediniz. ÇÖZÜM M : S.C.D. F 0 y 16+ 1 4 0 y +y y 8 kn 57 : 09/10 4.H B D 4 kn C 1 kn 16 kn B FBD N B y B den keserek, üst tarafı atalım. y y F 0 y N 0 B N 8kN B y 58

: 09/10 4.H B den keserek, alt tarafı atalım. D 4 kn C 1 kn D 4 kn C 1 kn B 16 kn y 8 kn B 16 kn N B B B F 0 y N + 1 16 4 0 N 8kN 59 : 09/10 4.H B D 4 kn C 1 kn 16 kn C den keserek S.C.D. (alt tarafı atalım) D C C C 4 kn N C F 0 y N 4 0 N 4 kn y 60

: 09/10 4.H D B 4 kn C den keserek C 1 kn 16 kn N C S.C.D. (üst tarafı atalım) C 1 kn 16 kn C F 0 y N + 1 16+ 8 0 N C 4kN y y 8 kn 61 : 09/10 4.H THE END yani dersin sonu 6