Yapay zekadan makale özeti
- Kısa
- Ayrıntılı
- Bu video, bir eğitmen tarafından sunulan mekanik mühendisliğinde gerilme kavramını anlatan kapsamlı bir eğitim dersidir.
- Video, gerilme kavramının temel tanımından başlayarak, normal ve kesme gerilmelerinin hesaplanması, üç boyutlu gerilme durumu, izotropik ve anizotropik malzemelerin özellikleri gibi konuları ele almaktadır. Daha sonra kayma gerilmeleri, kesme kuvvet yöntemi ve emniyet katsayısı kavramları detaylı olarak açıklanmaktadır.
- Videoda ayrıca ahşap üzerinde pimin etkisi, hasar türleri ve farklı mühendislik uygulamalarında (vinçler, basınçlı kaplar, nükleer santraller) emniyet katsayısının nasıl seçildiği örneklerle anlatılmaktadır. Basit mühendislik tasarımları üzerinden gerilme hesaplamaları ve boyutlandırma örnekleri de sunulmaktadır.
- 00:07Gerilme Kavramı ve İç Kuvvetler
- Bir cisme dış kuvvetler etkisi olduğunda, cismin iç kesitlerinde de bazı etkiler oluşur.
- Cismin ortadan kesilmesi ve üst tarafın uzaklaştırılmasıyla, dış kuvvetleri dengeleyen iç kuvvetler oluşur.
- İç kuvvetlerin bileşkesi sentroide kaydırılarak, kuvvet ve moment dengesi sağlanır.
- 01:29İç Kuvvetlerin Bileşenleri
- Bileşke kuvvet iki bileşene ayrılır: düzleme dik normal düzlem içinde kesme kuvveti ve düzlem içinde kalan eğme momenti.
- Momentler düzleme dik burma momenti olarak da ifade edilir ve sağ el kuralıyla yönü belirlenir.
- Düzlemsel yükleme durumunda da kesitte normal, kesme ve moment oluşur ve bunlar centeroid düşünülerek denge denkleminde bulunur.
- 02:56Gerilme Tanımı
- Gerilme en basit şekliyle kuvvet bölü alan olarak tanımlanır.
- Gerilme, kesitteki bir noktada küçük bir delta alanı üzerindeki iç kuvvetlerin toplamının delta alana oranı olarak hesaplanır.
- Delta E kuvveti düzleme dik bileşeni ve düzlem içinde kalan bileşeni olarak ayrılır.
- 04:11Normal ve Kayma Gerilmeleri
- Delta E'nin z doğrultusundaki bileşeni, delta A alanına bölünerek ortalama gerilme bulunur ve limit değeri alınarak normal gerilme değeri elde edilir.
- Düzlem içinde kalan kesme kuvvetleri ile de benzer şekilde kesme gerilmeleri hesaplanır.
- Gerilmelerde indisleme vardır: z, düzlemin normalini; x, düzlemin doğrultusunu gösterir.
- 05:31Farklı Düzlemlerde Gerilmeler
- Kesit keyfi seçildiğinde, farklı düzlemlerde gerilmeler değişir.
- Zed x düzlemine paralel kesitte farklı sigma ve to değerleri bulunur.
- Bir noktada her geçen düzlem için gerilmeler hesaplanabilir, ancak tesadüfen seçilen düzlemden bulunan değerler yeterli değildir.
- 07:35Gerilme Bileşenleri
- Normal gerilmelerde bir indis düzlemin normalinin indisini, kayma gerilmelerinde bir indis düzlemin normalinin doğrultusunu, ikinci indis kayma germesinin kendi doğrultusunu gösterir.
- Üç boyutlu gerilme durumunda dokuz bileşen ortaya çıkar, ancak bunlar arasında üç tanesi iki defa tekrarlanır.
- Bir noktadaki gerilme durumunu verirken birbirinden bağımsız altı gerilme yeterlidir.
- 09:48Gerilme Birimleri
- Gerilme kuvvetin birimi newton, alanın birimi metrekare olup, newton bölü metrekare paskal olarak adlandırılır.
- Paskal çok küçük bir değer olduğu için genellikle kilo pascal, mega pascal gibi katlarıyla çalışılır.
- İngiliz ölçü sisteminde libre bölü inç kare (psi) veya bunun bin katı olan ksi kullanılır, ancak uluslararası sistemde geçerli değildir.
- 13:39Malzemelerin Özellikleri
- İzotropik malzemeler, özellikleri her yönde aynı olan malzemelerdir.
- Anizotropik malzemeler, içinde lifler bulunan ahşap veya cam lifler bulunan polyester gibi, farklı doğrultularda farklı özelliklere sahip malzemelerdir.
- Malzemelerin homojen olup olmaması da önemlidir; homojen malzemeler tüm hacim boyunca fiziksel ve mekanik özellikleri aynıdır.
- 14:32Gerilme Kavramı ve Homojen Malzemeler
- Beton karışımı ve cam lifler bulunan plastik gibi malzemeler homojen değildir, ancak hesaplamalarda tüm malzemeler izotopik ve homojen kabul edilir.
- Gerilme formülü kuvvet bölü alan olarak kabul edilir ve üniform dağılır, yani kesit boyunca her noktada gerilme aynıdır.
- Eksenel yüklerde ortalama gerilmenin tüm kesitlerde sabit kaldığı kabul edilir.
- 15:57Kesme Kuvvet Yöntemi ve Normal Kuvvet Diyagramı
- Kesme kuvvet yöntemi kullanılarak normal kuvvet diyagramı çizilir ve farklı bölgelerde etkiyen kuvvetler hesaplanır.
- Çubuk örneğinde, farklı bölgelerde etkiyen kuvvetler 12 N, 30 N ve 22 N olarak bulunur.
- Normal kuvvet diyagramında en büyük kuvvet 30 N olarak belirlenir ve bu kuvvetle hesaplanan gerilme 85 MPa olarak bulunur.
- 19:09Kesit Alanı Değişen Durumlar
- Kuvvet değişmeden kesit alanı değiştiğinde, farklı kesitlerde farklı gerilmeler oluşur.
- Üst kesitte kuvvet 500 N ve çap 65 mm iken, ikinci kesitte çap 140 mm olduğunda gerilme düşer.
- Üçüncü kesitte kuvvet 200 N ve çap 100 mm olduğunda gerilme daha da düşer, en kritik bölge 151 mm çaplı kesittir.
- 21:04Kayma Gerilmesi
- Kayma gerilmesi, düzlem içindeki kuvvetlerin oluşturduğu gerilmedir ve kesme kuvveti ile ilişkilidir.
- Bir parçanın zımbalanarak kesilmesi operasyonunda, etkiyen kuvvet ve yan yüzeylerde oluşan kesme kuvveti F/2'ye eşittir.
- Kayma gerilmesi, kesme kuvvetinin alanla bölünmesiyle hesaplanır ve ortalama değer olarak her yerde aynı kabul edilir.
- 23:09Kayma Gerilmesi Örnekleri
- Kayma gerilmeleri, tek tesirli bağlantılar (somun bağlantısı) ve çift tesirli birleştirmeler (bindirmeler) gibi bağlantılarda oluşur.
- Kare kesitli (40x40 mm) bir parçada, A ve B düzlemlerinde ortalama normal gerilme ve kayma gerilmesi hesaplanır.
- A düzleminde normal gerilme 500 MPa olarak bulunurken, B düzleminde hem normal gerilme hem de kayma gerilmesi hesaplanır.
- 27:43Gerilme Dönüşümleri ve Ahşap Örneği
- Bir noktadaki gerilme değerini bilmek, o noktadan geçen herhangi bir düzlem içindeki gerilme değerlerini hesaplayabilmek demektir.
- Ahşap örneğinde, ahşap aşağıdan çekildiğinde pime 5 N kuvvet basar ve pimdeki ortalama kayma gerilmesi 63,7 MPa olarak bulunur.
- 29:59Ahşapta Hasar Türleri ve Hesaplamalar
- Ahşapta hasar türlerinden biri, beş kilo newtonluk kuvvetle ahşabın zayıf düşmesi ve kesitlerin sıyırılmasıdır.
- Hesaplamada, beş kilo newton kuvveti iki buçuk taşınıyor ve bu değer yüzeylere bölünerek üçvirgüloniki megapaskal gibi bir ortalama kayma gerilmesi bulunuyor.
- İki malzeme doğal olarak birbirinden farklı olduğu için hangisinin daha önce hasar uğrayacağı mukavemet konusunun işidir.
- 31:39Emniyet Katsayısı ve Tasarım
- Mekanik ve yapısal elemanlar tasarlanırken, malzeme üzerindeki gerilmelerin güvenli bir seviyenin altında kalması tasarımı yapan mühendisin sorumluluğudur.
- Emniyet katsayısı, malzemenin hasara uğrayacağı değerin altında bir değer olarak seçilir ve genellikle 2 olarak alınır.
- Emniyet katsayısı seçerken, malzemenin hasar dayanımı ve hesaplanan kuvvetlerin güvenilirliği dikkate alınır.
- 34:10Emniyet Katsayısının Önemi
- Mühendislik tasarımlarında gerilmelere dayalı boyutlandırma yapılırken emniyet katsayısı kullanılır ve hesaplanan kayma gerilmesi malzemenin maksimum kayma dayanımından daha düşük olmalıdır.
- Emniyet katsayısı her zaman birden büyük olmak zorundadır ve malzeme hiçbir zaman yüz'den daha fazla kuvvet veya gerilmeye maruz bırakılmaz.
- Emniyet katsayısı, malzemenin akma dayanımı veya kopma dayanımı bilinerek ve hasar oluşması halinde ortaya çıkacak durumun vehametine bağlı olarak seçilir.
- 35:59Basit Tasarım Örnekleri
- Basit tasarımlarda, kuvvet malzemenin emniyetli dayanım değerine bölünerek kesit alanı hesaplanır.
- Kayma gerilmesinin emniyetli kayma dayanımından daha yüksek olmaması için kuvvet emniyet değerini bölerek alan bulunur.
- Emniyetli çalışmak için ya dayanım yüksek malzeme ya da alanın daha yüksek seçilmesi gerekir.
- 37:46Profil Kolon Tasarımı
- I profil kolon, hafif çakıllı zemine yerleştiğinde toprağa girebilir, bu nedenle profilin altına metal levha kaynatılarak alan büyütülür.
- Toprağın ezme dayanımı düşük olduğu için, kolonun oturduğu bölgeye beton dökülerek zeminin basma dayanımı arttırılır.
- Bu şekilde sistemin daha emniyetli ve güvenilir olması sağlanır.
- 39:26Çubuk ve Disk Tasarımı
- Çubuğu duvara gömmüşken, dışarıdan çekildiğinde taralı kısımdaki kayma gerilmesi betonla metalin bağlantısını koparacak düzeye gelebilir.
- Çubuğun duvara gömülen kısmı hesaplanarak, çekme kuvveti alana bölünerek emniyet gerilmesi geçmemesi sağlanır.
- Çubuk ve disk tasarımlarında, çubuğun kopmaması için normal emniyet gerilmesi, diskin sıyrılarak çıkmaması için kayma gerilmesi hesaplanır ve bu değerler malzemenin emniyet gerilmesi ile karşılaştırılır.