Site Rengi

Gerilme Analizi

18.05.2020
23

‘Gerilme Nedir?’ sorusu ile bu makaleye başlamak en doğru adım olarak görmekteyim. Gerilme kavramı, mühendislik fakültesi ve mimarlık fakültelerinde okuyan öğrencilerin en çok duyduğu kavramlardan birisidir. Bu arada gerilmenin ingilizce karşılığı olan ‘Stress’ kavramı da sosyal bilimlerde de kullanılmaktadır. Yine toplum arasında ‘Germe Beni’ kavramı da kullanılmaktadır. Aslında hepsinin ortak bir yanı var. İşte bu makalede anlatmaya çalışacağımız daha çok mühendislik gerilmesidir. Gerilme ile ilk olarak mukavemet dersinde karşılaşmaktayız. Sonrasında makine elemanları ve diğer derslerle devam etmektedir. Temeli ise statik dersine dayanmaktadır. Yani bir moment diyagramı çizemeyenden gerilme hesabı yapmak beklenemez:) Bu makale çalışmasında Ansys gerilme analizi, gerilme kuvveti, gerilme formülleri, gerilme şekil değiştirme diyagramı / grafiği, gerilme birimi, gerilme çeşitleri ve gerilme nedir sorularına cevap arayacağız. Marsis İnovasyon, ürünlerinizin gerilme hesaplarını yapmakta ve sizlere detaylı rapor sunmaktadır. Hizmet almak için bize ulaşın.

gerilme analizi
Gerilme Analizi

Mukavemet Dersinin ilk Sorusu ‘Gerilme Nedir?’

Gerilme neden oluşur? Yani bir gerilmeyi meydana getiren sebep üzerinde durmak gerekir. Mühendislik açısından gerilme, birim alana düşen kuvvet büyüklüğüdür. Yani, 10mm2 bir alana, 100N’luk bir kuvvet uygularsak burada gerilme 10N/mm2 olur. Gerilme hesabı için Gerilme = Kuvvet / Alan’dır. Burada alan kesit alanıdır. Peki kaç çeşit gerilme türü vardır? Aslında temelde iki çeşit gerilme çeşidi vardır. Bunlar: 1. Normal Gerilme, 2. Kayma Gerilmesi’dir.

gerilme cesitleri turleri
gerilme cesitleri turleri

Normal gerilme denildiği zaman, isminden de anlaşılacağı üzere kesite dik etkiyen kuvvetin meydana getirdiği gerilmedir. Basma veya çekme yönünde olabilir ve bu yöne göre isim alır. Çekme yönünde ise, çekme gerilmesi, basma yönünde ise basma gerilmesi ismini alır. Eğilme durumunda da normal gerilme vardır. Yapının alt tarafında çekme, üst tarafında basma gerilmesi oluşur. Kayma gerilmesi ise, kesite paralel kuvvetin etki etmesi ile meydana gelir. Kesme ve burma kuvvetleri kesme gerilmesi oluşturur. Daha önce de ifade ettiğim gibi iki gerilme türü vardır. Normal gerilme ve kayma gerilmesi farklı şartlarda ve durumlarda oluşmaktadır. Örneğin ‘Asal Gerilmesi’ kavramı bulunmaktadır. Kayma gerilmesinin sıfır olduğu, normal gerilmenin maksimum ve minimum olduğu durumda oluşan gerilmeye ‘Asal Gerilme’ denir.

Neden Gerilme Hesabı Yaparız?

Mühendisler neden gerilme hesabı yaparlar? Bunu hiç düşündünüz mü? Cevabı aslında çok basit:) Yaptıkları ürünün çalışma koşullarında dayanımını incelemek için, yani bir başka ifade ile mekanik tasarımlarına güvenmek için gerilme analizi yapılır. Ürünü sattıktan sonra rahat uyumak için, kullanıcıların can ve mal güvenliği için hesabı yapmak zorundayız. Örneğin bir viç düşünün. Atölyede ürünleri taşımaktadır. Vinç gerilme analizini yapmadan ürünü satarsak, yarın taşıdığı üründe düşebilir, yada taşıdığı ürün birisinin üstüne de düşebilir. Büyük zararlara ve can kayıplarına sebep olabilir. Dolayısıyla mühendis ürün geliştrirken tasarımlarını doğrulamak zorunda. Yolu da analitik ve nümerik çözümlerdir. Bu arada ürün geliştirme konusunda detaylı bilgi isteyenlere önerim ‘Ürün Geliştirme‘ makalesini okuyun.

Malzemelerin Dayanabileceği Maksimum Gerilme’yi Nasıl Buluruz?

Bir mühendis olarak, kullanacağımız malzemelerin dayanabileceği maksimum gerilmeyi nasıl buluruz? Burada aslında başka bir ifade ile plastik deformasyona uğramadan dayanacağı maksimum gerilme değeri nedir? sorusu daha anlamlı olur. Örneğin genel yapı çeliklerinden olan St 37-2 malzemesinin çekme dayanımı 360MPa, akma sınırı ise 235MPa’dır. Bu değerler nedir? ve nasıl tespit edilir? Bir malzemenin dayanımı hakkınad bilgi almak için çekme testine tabi tutulur. Bu test ile malzemenin yük altındaki davranışı incelenir. Aslında kuvvet – uzama grafiği elde edilir. Malzemenin kesitinden gerilme hesaplanır ve gerilme-şekil değiştirme grafiği elde edilmiş olur. Bu işlemi yaptığımız cihaz çekme testi cihazıdır.

cekme testi cihazi
Çekme Testi Cihazı

Şekilde verilen bir çekme testi cihazıdır. Cihaz, alt ve üst çeneler arasına bağlanan standart çekme testi numunesine hareketli üst araba ile kuvvet uygulanması sonrasında parçanın uzaması sağlanmaktadır. Belirli bir noktadan sonra ise parça kopmakta ve çekme dayanımı bulunmaktadır. Elde edilen eğri kuvvet-uzama diyagramıdır. Gerilmeler hesaplanarak gerilme-şekil değiştirme grafiği elde edilir.

cekme testi grafigi, gerilme şekil değiştirme grafiği
Gerilme-Şekil Değiştirme Grafiği

Gerilme – şekil değiştirme grafiğinde x ekseni birim uzamayı, y ekseni ise gerilmeyi tanımlamaktadır. Eğri ilk olarak lineer bir atış göstermektedir. Bu bölgede eğrinin eğitimi Elastikiyet Modülü (E) olarak ifade edilir. Sonrasında akma noktasına ulaşır ve malzemede boyun verme ve akma başlamış olur. Sonrasında maksimum nokta sonrası azalarak kopma noktasına ulaşır. Mühendisler olarak bizler, akma sınırına kadar olan, elastik bölgede tasarımlarımızı yaparız. Hatta, akma dayanımı ve parça üzerinde oluşan gerilmeyi kıyaslayarak emniyet katsayısını hesaplarız. Emniyet katsayısı 1 değerinin altınada ise dayanmaz olarak karar veririz. 1.2 ve üstü beklenen emniyet katsayısı değeridir.

Gerilme Hesabı Örneği

Gerilme hesapları ürünlerde çok önemlidir. Örneğin çelik depo raf sistemlerinin gerilme analizini ele alalım. Raf sistemleri, firmalarda ürünlerin, yarı mamüllerin veya hammaddelerin depolanması için kullanılan yapılardır. Mukavemet açısından dayanıklı olmaları hem can güvenliği hem de mal güvenliği açısından son derece önemlidir. Taşıma kapasitesine göre belirli emniyet katsayısı konularak dayanım hesabı yapılmakta ve analizler raporlanmaktadır. Marsis İnovasyon, raf statik analizi alanında da hizmet vermektedir. Bu alanda detaylı bilgi edinmek için ‘Raf Statik Analizi’ makalesini okuyabilirsiniz.

Ansys Gerilme Analizi

Normal şartarda gerilme hesaplarını analitik yöntemle yaparız. Yani mukavemet dersinde gördüğümüz gerilme formülleri ile hesaplama yaparız. Fakat, özellikle karmaşık şekilli ürünler ve büyük yapılar için nümerik yöntemler daha çok kullanılır. Bu yöntemler arasında en çok kullanılan yöntem ‘Sonlu Elemanlar Analizi’ yöntemidir. Bu yöntem hakkında detaylı bilgi için ‘Sonlu Elemanlar Yönetimi‘ makalesini okuyabilirsiniz. Bu yöntemi kullanmak için daha çok hazır yazılımlar kullanmaktayız. En çok kullanılan ise Ansys yazılımıdır. Ansys yazılımında, yapısal analiz modülü ile gerilme analizlerinizi yapabilir ve özellikle karmaşık şekilli parçaların gerilme analizini yapabilirsiniz. Ansys ürünleri hakkında bilgi almak için ‘Analiz Ansys‘ web sitemizi ziyaret edebilirsiniz. Ansys gerilme analizi hizmeti almak için bize ulaşın.

ansys gerilme analizi
Ansys Gerilme Analizi

Ürünlerinizin Gerilme Analizlerini Yaptırmak İçin Bize Ulaşın

Geliştirdiğiniz ürünlerin tasarım doğrulamalarını yapmak üzere analitik ve nümerik yöntemlere hizmet sağlamaktayız. Nümerik yöntemlerle Ansys yazılımı kullanarak ürünlerinizi bütün disiplinlerde analiz yapmakta ve detaylı rapor tarafınıza sunmaktayız. Gerilme hesabı için bize ulaşın. ,

Ziyaretçi Yorumları

Henüz yorum yapılmamış. İlk yorumu aşağıdaki form aracılığıyla siz yapabilirsiniz.