Yapılan tasarımlarda amaç minimum maliyet ile maksimum performansı elde etmektir. Parça maliyetlerinin düşürülmesi için de en önemli adımlardan biri minimum malzeme kullanımıdır. Bir yapının toplam mukavemeti, şekil mukavemeti ve malzeme mukavemeti olarak ikiye ayrılabilir. Şekil mukavemeti, konstrüktif şekillendirmenin mulavemete etkisi olarak tanımlanabilir. Malzeme mukavemeti ise malzeme seçiminin mukavemete etkisini ifade etmektedir.
Şekil Mukavemeti =Uzunluk Etkisi+ Kesit Etkisi
Optimum tasarıma ulaşabilmek için yapının maruz kalacağı yükler gözönüne alınarak en uygun kesitin seçilmesi gerekmektedir.
Tasarım yüklerini ele alacak olursak, dört temel yükleme türünü tanımlayabiliriz:
-
– Çeki/Bası Yüklemesi
-
– Eğilme Yüklemesi
-
– Burulma Yüklemesi
-
– Kesme Yüklemesi
-
Yükleme türüne göre en uygun kesitler için eşit kesit alanına sahip profilleri ele alalım:
– Çeki/Bası Yüklemesi
– Burkulma Yüklemesi
Burkulma her zaman en küçük atalet momentinin olduğu tarafta gerçekleşmektedir.
Simetrik şekiller için a=1
Burkulma kuvveti, alan atalet momenti ile doğru orantılıdır. Eşit burkulma uzunluğunu (l) ve sınır koşullarında değerlendirdiğimizde burkulma açısından en uygun kesitler:
Burkulma Yüklemesi İçin Kesitlerin Karşılaştırılması:
Bası ve Burkulma Yüklemesi Olduğunda Kesitlerin Karşılaştırılması:
Bası+Burkulma yüklemesi olduğunda mümkün olan en ince cidarlı ve simetrik içi boş borular kullanılmalıdır.
Bası+Burkulma Yüklemesi En Uygun Kesitler
– Eğilme Yüklemesi
Sadece eğilme gerilmesinde zorlanan elemanlar için sınırları güçlendirilmiş profiller en uygun yapılardır. Eğilme ekseninden uzakta malzeme yığını olan kesitler ideal yapılardır. İnce cidarlı borular da eğilme durumu için değerlendirilebilir.
Eğilme Durumu Kesitlerin Karşılaştırılması:
– Kesme Yüklemesi
Kaymaya zorlanan elemanın ağırlık merkezi etrafında malzeme yığılması olmalıdır.
– Burulma Yüklemesi
Burulma durumunda ince cidarlı ve içi boş profiller en uygun yapılardır.
ÖZET:
Kaynak: Metodik Konstrüksiyon eğitim notları Doç. Dr. Kadir Çavdar
