STATIK MUKAVEMET. Doç. Dr. NURHAYAT DEĞİRMENCİ

Benzer belgeler
Doç. Dr. Muhammet Cerit Öğretim Üyesi Makine Mühendisliği Bölümü (Mekanik Ana Bilim Dalı) Elektronik posta ( ):

MUKAVEMET Öğr. Gör. Fatih KURTULUŞ

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

KUVVET, MOMENT ve DENGE

ELASTİSİTE TEORİSİ I. Yrd. Doç Dr. Eray Arslan

Mühendislik Mekaniği Statik. Yrd.Doç.Dr. Akın Ataş

KAYMA GERİLMESİ (ENİNE KESME)

Kesit Tesirleri Tekil Kuvvetler

TEKNOLOJİNİN BİLİMSEL İLKELERİ

Mühendislik Mekaniği Statik. Yrd.Doç.Dr. Akın Ataş

DÜZLEMDE GERİLME DÖNÜŞÜMLERİ

Saf Eğilme(Pure Bending)

TORK VE DENGE 01 Torkun Tanımı ve Yönü

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

Mühendislik Mekaniği Statik. Yrd.Doç.Dr. Akın Ataş

PROF.DR. MURAT DEMİR AYDIN. ***Bu ders notları bir sonraki slaytta verilen kaynak kitaplardan alıntılar yapılarak hazırlanmıştır.

Noktasal Cismin Dengesi

Mühendislik Mekaniği Statik. Yrd.Doç.Dr. Akın Ataş

Giriş. Mukavemet veya maddelerin mekaniği (strength of materials, mechanics of materials) kuvvetlere maruz kalmış deforme olan cisimleri inceler.

MÜHENDİSLİK MEKANİĞİ (STATİK)

Ödev 1. Ödev1: 600N luk kuvveti u ve v eksenlerinde bileşenlerine ayırınız. 600 N

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

MAK 305 MAKİNE ELEMANLARI-1

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

EĞİLME. Köprünün tabyası onun eğilme gerilmesine karşı koyma dayanımı esas alınarak boyutlandırılır.

MAKİNE MÜHENDİSLİĞİNE GİRİŞ Doç.Dr.İrfan AY-Arş.Gör.T.Kerem DEMİRCİOĞLU MAKİNE PARÇALARINI ETKİLEYEN KUVVETLER VE GERİLMELER

Burulma (Torsion) Amaçlar

GERİLME Cismin kesilmiş alanı üzerinde O

Kirişlerde Kesme (Transverse Shear)

Mukavemet-II PROF. DR. MURAT DEMİR AYDIN

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

Gerilme Dönüşümleri (Stress Transformation)

Elemanlardaki İç Kuvvetler

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

STATIK VE MUKAVEMET 4. Ağırlık Merkezi. Yrd. Doç. Dr. NURHAYAT DEĞİRMENCİ

STATİK KUVVET ANALİZİ (2.HAFTA)

Rijit Cisimlerin Dengesi

Rijit Cisimlerin Dengesi

YARIYIL İÇİ ÇALIŞMALARI SIRA KATKI YÜZDESİ Ara Sınav 1 60 Kısa Sınav 2 30 Ödev 1 10 Toplam 100 Finalin Başarıya Oranı 50 Yıliçinin Başarıya Oranı 50

STATIK VE MUKAVEMET 3. Rijit cisimlerin dengesi, Denge denklemleri, Serbest cisim diyagramı. Yrd. Doç. Dr. NURHAYAT DEĞİRMENCİ

TEKNOLOJİNİN BİLİMSEL İLKELERİ. Öğr. Gör. Adem ÇALIŞKAN

TEKNOLOJİNİN BİLİMSEL İLKELERİ. Öğr. Gör. Adem ÇALIŞKAN

GERİLME ANALİZİ VE MOHR ÇEMBERİ MUKAVEMET

BÖLÜM 4: MADDESEL NOKTANIN KİNETİĞİ: İMPULS ve MOMENTUM

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

MUKAVEMET I ÇÖZÜMLÜ ÖRNEKLER

MOMENT. Momentin büyüklüğü, uygulanan kuvvet ile, kuvvetin sabit nokta ya da eksene olan dik uzaklığının çarpımına eşittir.

Gerilme Dönüşümleri (Stress Transformation)

İÇ KUVVETLER. Amaçlar: Bir elemanda kesit yöntemiyle iç kuvvetlerin bulunması Kesme kuvveti ve moment diyagramlarının çizilmesi

Giriş. Mukavemet veya maddelerin mekaniği (strength of materials, mechanics of materials) kuvvetlere maruz kalmış deforme olan cisimleri inceler.

Kompozit Malzemeler ve Mekaniği. Yrd.Doç.Dr. Akın Ataş

BURSA TECHNICAL UNIVERSITY (BTU) Department of Mechanical Engineering

Kompozit Malzemeler ve Mekaniği. Yrd.Doç.Dr. Akın Ataş

Mekanik, Statik Denge

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

TEKNOLOJİNİN BİLİMSEL İLKELERİ. Öğr. Gör. Adem ÇALIŞKAN

Mukavemet-I. Yrd.Doç.Dr. Akın Ataş

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

VECTOR MECHANICS FOR ENGINEERS: STATICS

Tablo 1 Deney esnasında kullanacağımız numunelere ait elastisite modülleri tablosu

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

MEKANİZMA TEKNİĞİ (3. HAFTA)

Karabük Üniversitesi, Mühendislik Fakültesi... STATİK (3. Hafta)

MÜHENDİSLİK MEKANİĞİ (STATİK)

Mekanik. Mühendislik Matematik

3. KUVVET SİSTEMLERİ

2. KUVVET SİSTEMLERİ 2.1 Giriş

TORK VE DENGE. İçindekiler TORK VE DENGE 01 TORK VE DENGE 02 TORK VE DENGE 03 TORK VE DENGE 04. Torkun Tanımı ve Yönü

Rijit Cisimlerin Dengesi

Mühendislik Mekaniği Statik. Yrd.Doç.Dr. Akın Ataş

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

Mukavemet-I. Yrd.Doç.Dr. Akın Ataş

BATMIŞ YÜZEYLERE GELEN HİDROSTATİK KUVVETLER

Gerçekte yükler yayılı olup, tekil yük problemlerin çözümünü kolaylaştıran bir idealleştirmedir.

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

İNŞAAT MALZEME BİLGİSİ

YAPI MALZEMELERİ DERS NOTLARI

Tanım Akışkanların Statiği (Hidrostatik) Örnekler Kaldırma Kuvveti Örnek Eylemsizlik Momenti Eylemsizlik Yarıçapı

FL 3 DENEY 4 MALZEMELERDE ELASTĐSĐTE VE KAYMA ELASTĐSĐTE MODÜLLERĐNĐN EĞME VE BURULMA TESTLERĐ ĐLE BELĐRLENMESĐ 1. AMAÇ

YAPI STATİĞİ MESNETLER

Kompozit Malzemeler ve Mekaniği. Yrd.Doç.Dr. Akın Ataş

Dokuz Eylül Üniversitesi Đnşaat Mühendisliği Bölümü YAPI MALZEMESĐ I DERSĐ MEKANĐK. Doç. Dr. Halit YAZICI.

KİRİŞLERDE VE İNCE CİDARLI ELEMANLARDA KAYMA GERİLMELERİ

DİNAMİK - 7. Yrd. Doç. Dr. Mehmet Ali Dayıoğlu Ankara Üniversitesi Ziraat Fakültesi. Tarım Makinaları ve Teknolojileri Mühendisliği Bölümü

VECTOR MECHANICS FOR ENGINEERS: STATICS

Mühendislik Mekaniği Statik. Yrd.Doç.Dr. Akın Ataş

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

Mühendislik Mekaniği Dinamik. Yrd.Doç.Dr. Akın Ataş

BATMIŞ YÜZEYLERE GELEN HİDROSTATİK KUVVETLER. Yatay bir düzlem yüzeye gelen hidrostatik kuvvetin büyüklüğünü ve etkime noktasını bulmak istiyoruz.

Mukavemet-I. Yrd.Doç.Dr. Akın Ataş

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

Elastisite Teorisi Hooke Yasası Normal Gerilme-Şekil değiştirme

Mukavemet 1. Fatih ALİBEYOĞLU. -Çalışma Soruları-

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

KATI CİSİMLERİN DÜZLEMSEL KİNEMATİĞİ

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

L KESİTLİ KİRİŞTE KAYMA MERKEZİNİN ANSYS İLE VE DENEYSEL YOLLA BULUNMASI

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

İÇ KUVVETLER. Amaçlar: Bir elemanda kesit yöntemiyle iç kuvvetlerin bulunması Kesme kuvveti ve moment diyagramlarının çizilmesi

İKİ BOYUTLU ÇUBUK SİSTEMLER İÇİN YAPI ANALİZ PROGRAM YAZMA SİSTEMATİĞİ

Transkript:

STATIK MUKAVEMET Doç. Dr. NURHAYAT DEĞİRMENCİ

STATİK DENGE KOŞULLARI Yapı elemanlarının tasarımında bu elemanlarda oluşan iç kuvvetlerin dağılımının bilinmesi gerekir. Dış ve iç kuvvetlerin belirlenmesinde statiğin temel kavramları ile denge koşulları kullanılır. Cisme etkiyen kuvvet sisteminin bileşkesi sıfırsa, cisim dengededir. Newton un birinci yasasına göre parçacığa etkiyen bileşke kuvvet sıfır ise parçacık ya hareketsiz kalır yada sabit hızlı düzgün doğrusal hareket yapar. Statik adından da anlaşılacağı üzere temelde cisim veya parçacığın hareketsiz olma durumunu inceler. Üç boyutlu bir cismin dengesi düşünüldüğünde, statikçe dengenin olabilmesi için aşağıdaki denklemlerin sağlanması gerekir.

İç Kuvvet Dış Kuvvet Yapı elemanları birçok kuvvetin etkisi altında çalışırlar ve bu kuvvetlere dayanmaları istenir. Etkisi altında kaldığı dış kuvvetlere karşı iç yapıda tepki kuvvetleri (iç kuvvet) meydana gelir. Bu iç kuvvetlerin birim alandaki şiddetine gerilme denir. İç kuvvet dış kuvvet

Statikce belirli problemlerde, ic kuvvetler asağıdaki gibi bulunur: İc kuvvetleri bulmak istediğimiz bir noktadan kesit alınır, Kesitin solundaki veya sağındaki kısmın serbest cisim diyagramı cizilir, Denge denklemleri uygulanarak ic kuvvetler bulunur. Kesitteki kuvvetler ic reaksiyon kuvvetleridir ve kesit boyunca Statikce belirsiz problemlerin ic kuvvetlerinin bulunması icin cismin sekil değistirmesi de dikkate alınmak zorundadır.. Denge denklemleri problemin cozumu icin yeterli değildir. dağılmıs/yayılmıs kuvvetlerin bileskesidir.

Denge Denklemleri İc kuvvetlerin bulunması (uc boyutlu cisimler): ΣF= 0 Vektorel ifade ΣM =0 İc kuvvetlerin bulunması (iki boyutlu cisimler): ΣFx= 0 ΣFy= 0 Skaler ifade ΣM =0

Gerilme Bütün cisimler dış kuvvetlerin etkisi altında az çok şekil değiştirirler. Cismin düşünülen herhangi bir kesit düzleminde gerilme adı vereceğimiz iç kuvvetlerin etkisi, atılan kısımların etkisine eşit olmak zorundadır. Kesit düzlemine etkiyen p gerilme vektörü biri normal gerilme σ ve τ diğeri kayma gerilmesi olmak üzere iki bileşene ayrılabilir. Gerilme kısaca birim alana etkiyen kuvvet olarak da tarif edilir. Türüne göre σ veya τ ile gösterilir.

P gerilme vektörünün kesitin normali üzerindeki bileşeni (σ) harfiyle gösterilir ve normal gerilme denir. P gerilme vektörünün kesit içindeki ve kesitin normaline dik bileşenine de kayma gerilmesi denir ve τ (to) ile gösterilir.

Kesit içinde birim alana gelen kuvvete gerilme denir. τ ve σ nın İşaretlerinin Bulunması: (σ) Normal gerilme kesitin normali yönündeyse pozitif (+) ters yönündeyse (-) negatif olur. (τ) Kayma gerilmesi kesitin normali saat ibresinin tersi yönünde 90 yatırıldığında kayma gerilmesi ile aynı yönde geliyorsa (+) ters yönde geliyorsa (-) olur.

Şekilde görüldüğü gibi kuvvetler etkisi altında bulunan bir cismi göz önüne alınsın ve bu cisim şekildeki gibi bir yüzey ile iki parçaya ayrılmış olsun. Ayırma yüzeyleri üzerinde, alana yayılı iç kuvvet bulunacaktır. Ayrılan parçalardan birinin ayırma yüzeyi üzerinde bir A noktasında küçük bir ΔA alan elemanı göz önüne alalım ve bu elemana etkiyen kuvvet ΔP olsun. Birim alana etkiyen kuvvet gerilme olarak tanımlandığında A noktası civarındaki gerilme vektörü aşağıda gösterilen şekilde tarif edilir.

Yukarıda verilen ifadeden de görüldüğü gibi gerilmenin boyutu [K/L2]şeklindedir. Çekimsel birim sistemi kullanıldığında birim olarak kg/cm2,ton/ mm2, ton/ m2,... v.s.; SI birim sistemi kullanıldığında ise birim olarakn/m2, kn/mm2, v.s. kullanılır. SI sisteminde kullanılan N/m2 birimine pascal adı verilmekte olup Pa ile gösterilmektedir. Büyük sayısal değerlerde Pa yerine MPa veya GPa kullanılır.

Normal ve Teğetsel Gerilmeler Dış kuvvetlerin ve/veya momentlerin etkisindeki bir yapı elemanının herhangi bir kesitinde tepki olarak iç kuvvetler oluşur. Elemanın kesitinde birim alana isabet eden ve hesap yoluyla tayin edilen iç kuvvetlere gerilme adı verilir. Gerilmeler temel olarak ikiye ayrılır: 1.Normal gerilmeler (yüzeye dik) 2. Teğetsel gerilmeler (yüzeye paralel)

Kuvvetlerin etkisinde bulunan bir çubuk göz önüne alalım. Çubuğu bir kesit boyunca ikiye ayıralım.

Parçalardan bir tanesi, kendisine etkiyen dış kuvvetlerin etkisi altında dengede olmayacaktır. Öteki parçadan o parçaya gelen iç kuvvetleri de hesaba katarsak denge sağlanır. Bu iç kuvvetler bütün kesit yüzeyi üzerine yayılmıştır. Değerleri de genellikle kesit içinde noktadan noktaya değişiktir. Bir noktadaki değeri bir limit işlemiyle tanımlanır: ΔA alanına gelen kuvvet ise Δ P Lim Δ P/ ΔA=p Değerine gerilme denir. Gerilmenin boyutu K/L 2 olduğuna göre kg/cm 2 veya kg/mm 2 gibi birimlerle ölçülür. Kısaca gerilme birim alana gelen iç kuvvettir.

NORMAL KUVVET Bir çubuk yalnızca ekseni doğrultusundaki dış kuvvetlerin yani çekme ya da basınç kuvvetlerinin etkisindeyse kesitlerde meydana gelen iç kuvvete Normal Kuvvet, probleme de normal kuvvet hali denir. Normal kuvvetin işareti: Kesit aldığımızda parça sol tarafta kalıyorsa yani ben parçaya sağdan bakıyorsam Normal kuvvet sağa doğru yani normalin yönünde olur. (+) tersi (-) olur.

Normal kuvvet halinde gerilme: N/F=σ Gerilme N = Normal Kuvvet F = Alan σ = Normal Gerilme Böylece normal kuvvet halinde gerilme, normal kuvvetin kesit alanına bölünmesi ile elde edilmektedir. Bu formülde N pozitif ise gerilmeler pozitif yani çekme, N negatif ise gerilmeler negatif yani basınç olarak çıkar.

Yapı elemanlarındaki normal ve teğetsel gerilmeler, bu elemanların değişik şekillerde zorlanmasından dolayı meydana gelir. Bu zorlanmalar sırası ile a) Çekme basınç b) Kesme (makaslama) c) Eğilme d) Burulma olarak sınıflandırılabilir

Çekme basınç Tek eksenli çekme basınç yapı elemanlarında karşılaşılan en basit yükleme durumudur.

Çekme Gerilmesi Bir çubuk ekseni boyunca etki eden iki kuvvetle çekilir ise çubuk çekmeye zorlanır ve boyu uzamaktadır. Etkiyen kuvvetin doğrultusu, etkilenen kesite diktir.

Basınç Gerilmesi Bir çubuk ekseni boyunca iki kuvvet etkisi ile basılmaya çalışıyor ise, çubuk basınca zorlanır ve boyu kısalmaktadır. Ancak bu durumda eğilme olmadığı kabul edilir. Etkiyen kuvvetin doğrultusu etkilenen kesite diktir. F F F F

Kesme Gerilmesi Bir çubuğa etkiyen eşit büyüklükte ve birbirine zıt yönde kuvvetler, çubuğun parçalarını kuvvetlerin etkidiği kesitte birbirinden kaydırmaya ve kesmeye çalışır. Bu şekildeki kuvvetlerin etkisindeki çubuğa kesilmeye çalışıyor denir. Etkiyen kuvvetin doğrultusu, etkilenen kesitle aynı düzlemdedir. Başka bir ifade ile bir makaslama kuvveti söz konusudur. F F

Makaslama (Kesme) Bu tip bir gerilme birbirine çok yakın olarak etkiyen ters yönlü kuvvetlerin bulunduğu durumlarda söz konusudur. Bu tip gerilmelere genellikle pim, cıvata ve perçinli bağlantılarda, yapıştırma, lehim bağlantılarında rastlanır. Makaslamada pratik olarak bir eğilme etkisi mevcut değildir Kuvvet çifti arasındaki mesafenin pratik olarak sıfıra yakın olduğu durumlarda bu basit hesap genellikle yeterlidir

Makaslama (Kesme)

Eğilme Gerilmesi Eğilmeye zorlanan bir çubukta kuvvet çubuk eksenine dik olarak etki eder ve ekseni eğri hale getirir.

Eğilme Şekilde bir eğilme momenti etkisindeki eleman görülmektedir. Bu elemanın kesitindeki eğilme gerilmesi yayılışı şekildeki gibidir.

Eğilme Eğilme gerilmesi normal gerilme türünden bir gerilmedir. Hatırlanacağı gibi aşağıda verilen bağıntı ile hesap yapabilmek için belirli şartların sağlanması gerekir. Bunlar a) Hesaplanan eleman başlangıçta düz olmalı ve deformasyondan sonra da aynı düzlemde kalmalıdır. b) Malzeme homojen olmalı ve gerilmeler elastiklik sınırı içinde kalmalıdır. c) Eğilme gerilmesinin hesaplandığı kesit gerilme yığılması olabilecek bölgelerden uzak olmalıdır.

Hesap kolaylığı açısından bazı hallerde alan atalet momenti ile tarafsız eksene olan mesafe birlikte düzenlenerek denklem basitleştirilebilir. Bu durumda eğilme gerilmesi

Burulma gerilmesi İki kuvvet bir çubuğu eksene dik kesitte burmaya çalışır F F

Burkulma gerilmesi (Flambaj) Narin çubuk adı verilen kesitine göre boyu uzun olan çubuklarda eksene dik etkileyen kuvvetlerin etkisi ile burkulma oluşur. F

Bileşik gerilme Bir elemanda birden fazla zorlanma çeşidi varsa dayanım hesaplamaları bileşik zorlanmaya göre yapılır ve boyutlar bileşik zorlanmaya göre bulunur F3 F2 F1 F4