GERİLME ANALİZİ VE MOHR ÇEMBERİ MUKAVEMET

Benzer belgeler
Gerilme Dönüşümleri (Stress Transformation)

Gerilme Dönüşümleri (Stress Transformation)

Mohr Dairesi Düzlem Gerilme

Gerilme Dönüşümü. Bölüm Hedefleri

MUKAVEMET I ÇÖZÜMLÜ ÖRNEKLER

DÜZLEMDE GERİLME DÖNÜŞÜMLERİ

Soru 1: Şekil-1 de görülen düzlem gerilme hali için: b) elemanın saat yönünde 30 0 döndürülmesi ile elde edilen yeni durum için elemana tesir

BİLGİSAYAR DESTEKLİ TASARIM VE ANALİZ (ANSYS) (4.Hafta)

MUKAVEMET Öğr. Gör. Fatih KURTULUŞ

BİRİM ŞEKİLDEĞİŞTİRME DÖNÜŞÜMÜ

ELASTİSİTE TEORİSİ I. Yrd. Doç Dr. Eray Arslan

z z Genel yükleme durumunda, bir Q noktasını üç boyutlu olarak temsil eden kübik gerilme elemanı üzerinde 6 bileşeni

MECHANICS OF MATERIALS

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

STATIK MUKAVEMET. Doç. Dr. NURHAYAT DEĞİRMENCİ

Elastisite Teorisi Hooke Yasası Normal Gerilme-Şekil değiştirme

KAYMA GERİLMESİ (ENİNE KESME)

Kirişlerde Kesme (Transverse Shear)

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

Mukavemet-II PROF. DR. MURAT DEMİR AYDIN

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

Mukavemet-II. Yrd.Doç.Dr. Akın Ataş

MAK 305 MAKİNE ELEMANLARI-1

GERİLME Cismin kesilmiş alanı üzerinde O

Saf Eğilme(Pure Bending)

BURSA TECHNICAL UNIVERSITY (BTU) Department of Mechanical Engineering

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

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

T.C. GÜMÜŞHANE ÜNİVERSİTESİ MÜHENDİSLİK VE DOĞA BİLİMLERİ FAKÜLTESİ MAKİNE MÜHENDİSLİĞİ BÖLÜMÜ MAKİNE MÜHENDİSLİĞİ DENEYLER II DERSİ

Sonlu Elemanlar Yöntemi ile Bileşik Gerilme Analizi

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

KARADENİZ TEKNİK ÜNİVERSİTESİ MADEN MÜHENDİSLİĞİ BÖLÜMÜ KAYA MEKANİĞİ LABORATUVARI

TEKNOLOJİNİN BİLİMSEL İLKELERİ. Öğr. Gör. Adem ÇALIŞKAN

Mukavemet-I. Yrd.Doç.Dr. Akın Ataş

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

Burulma (Torsion) Amaçlar

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

Elastisite Teorisi Düzlem Problemleri için Sonuç 1

KARADENİZ TEKNİK ÜNİVERSİTESİ MADEN MÜHENDİSLİĞİ BÖLÜMÜ KAYA MEKANİĞİ LABORATUVARI

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

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

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

INM 308 Zemin Mekaniği

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

Nlαlüminyum 5. αlüminyum

KATI CİSİMLERİN BAĞIL İVME ANALİZİ:

KOÜ. Mühendislik Fakültesi Makine Mühendisliği Bölümü (1. ve 2.Öğretim / B Şubesi) MMK208 Mukavemet II Dersi - 1. Çalışma Soruları 23 Şubat 2019

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

Mukavemet-I. Yrd.Doç.Dr. Akın Ataş

İKİ BOYUTLU ÇUBUK SİSTEMLER İÇİN YAPI ANALİZ PROGRAM YAZMA SİSTEMATİĞİ

Noktasal Cismin Dengesi

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

DOKUZ EYLÜL ÜNİVERSİTESİ MÜHENDİSLİK FAKÜLTESİ DEKANLIĞI DERS/MODÜL/BLOK TANITIM FORMU. Dersin Kodu: MAK 2029

Tablo 1 Deney esnasında kullanacağımız numunelere ait elastisite modülleri tablosu

MAK 210 SAYISAL ANALİZ

KİRİŞLERDE VE İNCE CİDARLI ELEMANLARDA KAYMA GERİLMELERİ

INM 305 Zemin Mekaniği

AKMA VE KIRILMA KRİTERLERİ

MUKAVEMET FATİH ALİBEYOĞLU

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

BASINÇLI KAPLAR Endüstride kullanılan silindirik veya küresel kaplar genellikle kazan veya tank olarak görev yaparlar. Kap basınç altındayken

RİJİT CİSİMLERİN DÜZLEMSEL KİNEMATİĞİ

Ders 10: Elastik Gerilim-Deformasyon Bağlantısı

Mukavemet-I. Yrd.Doç.Dr. Akın Ataş

L KESİTLİ KİRİŞTE KAYMA MERKEZİNİN ANSYS İLE VE DENEYSEL YOLLA BULUNMASI

Genel Olarak Bir Yüzeyin Diğer Bir Yüzeye Projeksiyonu

KESİT TESİR DİYAGRAMLARI YAPI STATİĞİ 1

Yrd.Doç.Dr. Hüseyin YİĞİTER

BATMIŞ YÜZEYLERE GELEN HİDROSTATİK KUVVETLER

Elemanlardaki İç Kuvvetler

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

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

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

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

Saf Eğilme (Pure Bending)


KATI CİSİMLERİN DÜZLEMSEL KİNEMATİĞİ

YAPI STATİĞİ II (Hiperstatik Sistemler) Yrd. Doç. Dr. Selçuk KAÇIN

YAPI STATİĞİ MESNETLER

Kırılma Hipotezleri. Makine Elemanları. Eşdeğer Gerilme ve Hasar (Kırılma ve Akma) Hipotezleri

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

Kesit Tesirleri Tekil Kuvvetler

Şekil 8.1: Cismin yatay ve dikey ivmesi

Doç. Dr. Bilge DORAN

Ara Sınav. Verilen Zaman: 2 saat (15:00-17:00) Kitap ve Notlar Kapalı. Maksimum Puan

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

Karabük Üniversitesi, Mühendislik Fakültesi... STATİK (4. Hafta)

PERGEL YAYINLARI LYS 1 DENEME-6 KONU ANALİZİ SORU NO LYS 1 MATEMATİK TESTİ KAZANIM NO KAZANIMLAR

Momentum iletimi. Kuvvetin bileşenleri (Momentum akısının bileşenleri) x y z x p + t xx t xy t xz y t yx p + t yy t yz z t zx t zy p + t zz

Mukavemet-I. Yrd.Doç.Dr. Akın Ataş

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

Rijit Cisimlerin Dengesi

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

STATİK KUVVET ANALİZİ (2.HAFTA)

HİDROLİK. Yrd. Doç. Dr. Fatih TOSUNOĞLU

Malzemelerin Mekanik Özellikleri

KONU 3. STATİK DENGE

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

3 VEKTÖRLER. Pilot uçağın kokpit inden havaalanını nasıl bulur?

MATERIALS. Değiştirme Dönüşümleri. (Kitapta Bölüm 7) Third Edition. Ferdinand P. Beer E. Russell Johnston, Jr. John T. DeWolf

Transkript:

GERİLME ANALİZİ VE MOHR ÇEMBERİ MUKAVEMET Yrd. Doç. Dr. Emine AYDIN Yrd. Doç. Dr. Elif BORU 1

GENEL YÜKLEME DURUMUNDA GERİLME ANALİZİ Daha önce incelenen gerilme örnekleri eksenel yüklü yapı elemanları ve enine yüklü bağlantılarla sınırlıydı. Fakat gerçekte birçok yapı elemanı ve makine parçası daha karmaşık yükleme koşulları etkisi altındadır.genel yükleme durumundaki eleman üzerinde bir Q noktasını üc boyutlu olarak temsil eden kübik gerilme elemanı üzerinde 6 gerilme bileşeni gösterilebilir: σx, σy, σz, τxy, τyz, τzx. 2

GENEL YÜKLEME DURUMUNDA GERİLME ANALİZİ Söz konusu kübik eleman koordinat eksenleri do ndürüldüğünde, aynı gerilme hali farklı bir bileşen takımıyla temsil edilecektir. x-y-z eksenleri yerine do ndürülmüs x -y -z eksenlerine paralel alınırsa gerilme bileşenleri; σ x, σ y, σ z, τ xy, τ yz, τ zx olacaktır. Gerilme do nüşüm bağıntıları kullanılarak x-y-z eksen takımındaki 6 gerilme bileşeninin do ndürülmüs başka bir eksen takımındaki karşılıkları bulunur.

DÜZLEM GERİLME En genel gerilme durumu birbirinden bağımsız altı gerilme ile ifade edilmektedir. Fakat mühendisler birçok durumda basitleştirme ve kabuller yaparak, bir noktada oluşan gerilme durumunun iki boyutlu bir eleman ile tarif edilebileceğini kabul eder. Bu durumda, malzemenin düzlem-gerilme durumuna maruz kaldığı kabul edilir a. Genel Gerilme Hali b. Düzlem Gerilme (3 boyutlu görünüm) b. Düzlem Gerilme (2 boyutlu görünüm)

DÜZLEM GERİLME Düzlem gerilme durumunda, birbirinden bağımsız iki normal gerilme ve bir de kesme gerilmesi vardır. Dikkat edilirse kesme gerilmesi do rt kenara da etkimektedir. Bir noktadaki gerilme durumu birbirinden bağımsız üc gerilme ile tanımlanabiliyorsa, aynı noktada fakat farklı doğrultudaki gerilme durumu yine birbirinden bağımsız üc farklı bileşenle tanımlanabilir. Buradaki amac, bir koordinat sistemindeki gerilme durumunu, bir başka koordinat sistemindeki eşdeğer gerileme durumuna do nüştürebilmektir.

POZİTİF İŞARET KABULLERİ Normal ve kesme kuvveti gerilmelerini x-y koordinat sisteminden, x - y koordinat sistemine do nüşüm formülleri çıkarılmadan önce, kuvvetler için pozitif yönler belirlenmelidir. Normal gerilme için elemanın tüm yüzeylerinden dışarı doğru yönlenen gerilme pozitif normal gerilmedir. Kesme gerilmesi için ise elemanın sag yüzünde yukarı doğru yönlenmis gerilme pozitif kesme gerilmesidir. Pozitif gerilme yönleri Dört yüzdeki kesme gerilmesinden sadece birinin yo nünu bilmek, diğer üçünün yo nünu bilmek için yeterlidir (denge şartından dolayı).

POZİTİF İŞARET KABULLERİ Gerilme durumunu bildiğimiz bir elemanın gerilme durumunu farklı bir doğrultuya do nüştürmek için pozitif θ açısını bilmek gerekmektedir, pozitif bu açı ve pozitif x - y eksenleri aşağıda go sterilmiştir. Burada pozitif z ekseninin yo nu sag el kuralına göre belirlenir. Pozitif θ açısı pozitif x ekseninden pozitif x eksenine doğru ölçülür.

NORMAL-KAYMA GERİLME DÖNÜŞÜMLERİ Pozitif yön kabulleri dikkate alınarak, aşağıdaki eleman şekildeki gibi kesilmis ve pozitif eksenler go sterilmiştir: Kesilen alan A ise diğer yüzlerin en kesit alanları şekildeki gibi olmaktadır.

NORMAL-KAYMA GERİLME DÖNÜŞÜMLERİ Ortaya çıkan serbest cisim diyagramından, kesilen elemanın dengesi incelenerek bilinmeyen σ x ve τ x y değerleri bulunur:

NORMAL-KAYMA GERİLME DÖNÜŞÜMLERİ Bu iki denklem aşağıdaki trigonometrik eşdeğerlikler kullanılarak basitleştirilebilir: Bu durumda, şu ifadeleri yazmak mümkündür:

NORMAL-KAYMA GERİLME DÖNÜŞÜMLERİ σy denklemi ise,(1) nolu denklemde θ=θ+90 konarak bulunur: Bu denklemde trigonometrik bağıntılar yerine konursa:

ASAL GERİLMELER-MAKSİMUM KAYMA GERİLMESİ (1) ve (2) denklemlerinden, gerilmelerin θ açısına bağlı olduğu görülmektedir. Mühendislikte, genellikle maksimum ve minimum normal gerilmelerin oluştuğu ve yine maksimum kesme gerilmelerinin oluştuğu düzlemlerin bilinmesi önemlidir. Maksimum ve minimum normal gerilmeleri bulmak için denklem (1) θ ya göre bir kez türevi alınıp sıfıra eşitlenirse: Bu denklem çözülürse, θ = θp nin, yani maksimum ve minimum normal gerilmelerin olduğu düzlemlerin açısı bulunacaktır:

ASAL GERİLMELER-MAKSİMUM KAYMA GERİLMESİ Bu denklemin (4) iki ko ku vardır, bunlar θp1 ve θp2 dir. 2θp1 ve 2θp2 arasındaki açı 180 derecedir, bu durumda θp1 ve θp2 arasındaki açı ise 90 derecedir. Bu açılar, normal gerilme formülünde (1) de yerine konursa gerekli ifadeler elde edilir. Aşağıdaki grafiğe referansla, θp1 için:

ASAL GERİLMELER-MAKSİMUM KAYMA GERİLMESİ Aşağıdaki grafiğe referansla, θp2 için ise:

ASAL GERİLMELER-MAKSİMUM KAYMA GERİLMESİ (5) ve (6) nolu denklem setinden herhangi biri, denklem (1) de yerine konursa, asal normal gerilmeleri bulmak için kullanılan basitleştirilmis ifadeler elde edilir: Asal normal gerilmelerin bulunduğu düzleme asal düzlemler denir.

ASAL GERİLMELER-MAKSİMUM KAYMA GERİLMESİ Dikkat edilirse, θp1 ve θp2 ifadeleri denklem (2) de yerine konursa, kesme gerilmelerinin asal du zlemlerde sıfır oldug u göru lu r. Yani bir başka deyişle, asal düzlemlerde kesme gerilmesioluşmamaktadır.

ASAL GERİLMELER-MAKSİMUM KAYMA GERİLMESİ Maksimum kesme gerilmelerinin oluştuğu düzlemse, denklem (2) nin θ ya türevi alınıp bu ifade 0 a eşitlenerek aşağıdaki gibi bulunur: Bu denklemin iki ko ku, aşağıdaki şekle referansla bulunabilir:

ASAL GERİLMELER-MAKSİMUM KAYMA GERİLMESİ Dikkat edilirse, asal normal gerilmelerin olduğu düzlem ve maksimumkesme gerilmesinin olduğu düzlem birbirinden 90 derece açıyla ayrılmıştır, bu durumda θs ve θp birbirinden 45 derece ile ayrılır. Yani, maksimum kesme gerilmelerinin olduğu düzlem, asal düzlemleritanımlayan düzlemleri45 derece do ndürerek bulunabilir.

ASAL GERİLMELER-MAKSİMUM KAYMA GERİLMESİ θs lerden herhangi birini denklem (2) de yerine koyarak, maksimum kesme gerilmesi değerini aşağıdaki gibi buluruz θs lerden herhangi biri denklem (1) de yerine konulursa da bu düzlemde oluşan normal gerilmeler bulunur. Dikkat edilirse, maksimum kesme gerilmelerinin oluştuğu düzlemde, ortalama normal gerilme de oluşmaktadır.

MOHR DAİRESİ Denklem (1) ve (2) aşağıdaki gibi yazılabilir: Her iki denklemin karesini alıp birbirine eklersek θ değerinden kurtuluruz, sonuc aşağıdaki gibi olur:

MOHR DAİRESİ Spesifik bir problem için σ x,σ y ve τ xy bilinen sabitler ise, bu durumda yukarıdaki denklem daha kompakt formda yazılabilir: Burada:

MOHR DAİRESİ Eğer σ ve τ için pozitif eksenler aşağıdaki gibi olacak şekilde düşünürsek denklem (13) ün R yarıçaplı, merkezi C (σ a v e, 0) da olan bir daire denklemi olduğunu görürüz. Alman mühendis Otto Mohr tarafından geliştirilen bu daireye Mohr Dairesi denilmektedir. Mohr dairesi üzerindeki her bir nokta bir gerilme durumunu ifade etmektedir. Mohr dairesi çizildikten sonra asal düzlemler ve bunlara karşılık gelen asal gerilmeler veya herhangi bir düzlemdeki gerilmeler hesaplanabilir.

MOHR DAİRESİ Aşağıda Mohr dairesinin çizimi go sterilmiştir.

MOHR DAİRESİ

MOHR DAİRESİ NASIL ÇİZİLİR? Koordinat düzleminde yatay eksen çekme / basma gerilimleri (σ) için, dikey eksen ise kesme gerilimleri (ζ) için kullanılır. σ ekseninde çekme gerilimleri (+) değerli olarak, basma gerilimleri ise (-) değerli olarak işaretlenir. ζ ekseninde ise kesme gerilimi aynı büyüklükte fakat ters işaretli ( ζ y, +ζ y )olacak şekilde işaretlenir. Aynı yüzey üzerinde etkin olan gerilimler bir koordinat oluşturacak şekilde düzlem üzerinde işaretlenir Örnek : A(σ x,-ζ xy ),B(σ y, ζ yx )

SORU 1 60 MPa a-) Şekildeki düzlem saat ibresinin tersi yo nünde 40 o çevrilince, b-) Saat ibresi yo nünde 15 o çevrilince düzlemde oluşan gerilmeleri formüller yardımıyla bulunuz.

a) 27

b) 28

SORU 2 Düzlemsel gerilme hali verilen elemanın; a-) Normal (σ) ve Kayma gerilmelerini (τ), b-) Asal gerilmelerini, c-) Asal doğrultularını bulunuz.

31