Düzlem Gerilme

¨
Mukavemet - C
¸ o¨z¨uml¨u Ornekler
Rasim Temur
Mayıs 2014
B¨
ol¨
um 1
D¨
uzlem Gerilme
2
D¨
uzlem Gerilme
1.1
Mukavemet
¨
Ornek
15
S
¸ ekilde g¨
or¨
ulen gerilme hˆalinde;
σx = 50 N/mm2
σy = 0 N/mm2
τxy = -15 N/mm2 ’dir.
50
a. Normali yatay eksenle 30◦ ’lik a¸cı yapan bir y¨
uzeydeki σ ve τ gerilmelerini;
b. Asal normal gerilmeleri ve do˘
grultularını;
c. Asal kayma gerilmelerini hesaplayınız.
a. Normali yatay eksenle 30◦ ’lik a¸
cı yapan bir y¨
uzeydeki σ ve τ gerilmeleri :
σ de˘gerinin hesaplanması:
τ de˘gerinin hesaplanması:
σ=
σx + σy
σx − σy
+
· cos 2ϕ + τxy · sin 2ϕ
2
2
τ =−
σx − σy
· sin 2ϕ + τxy · cos 2ϕ
2
σ=
500 50 + 0
+
· cos 60 − 15 · sin 60
2
2
τ =−
500
· sin 60 − 15 · cos 60
2
σ = 25 + 12.5 − 12.99
τ = −21.65 − 7.5
σ = 24.51 N/mm2
τ = −29.15 N/mm2
b. Asal normal gerilmeler ve do˘
grultuları :
σ1 ve σ2 de˘gerlerinin hesaplanması:
s
2
σx + σy
σx − σy
2
±
+ τxy
σ1,2 =
2
2
σ1,2
500
=
±
2
s
50 + 0
2
σ1,2 = 25 ± 29.15
σ1 = 54.15 N/mm2
σ2 = −4.15 N/mm2
2
ϕ0 de˘gerinin hesaplanması:
tg2ϕ0 =
2 · τxy
σx − σy
tg2ϕ0 =
2 · −15
50 + 0
tg2ϕ0 =
−30
50
− 152
tg2ϕ0 = −0.6
ϕ0 = −15.5◦
ϕ0 = 74.5◦
Harzemli : Mohr
Sayfa 3
D¨
uzlem Gerilme
Mukavemet
c. Asal kayma gerilmeleri :
τmax ve τmin de˘gerlerinin hesaplanması:
s
2
σx − σy
2
τ max = ±
+ τxy
min
2
s
τ max = ±
min
50 + 0
2
τ max = ±
σ1 − σ2
2
τ max = ±
54.15 + 4.15
2
min
2
− 152
min
τ max = ±29.15 N/mm2
τ max = ±29.15 N/mm2
min
min
τ
τmax
29.15
−τxy
15
σ2
-4.15
σy
σx
σ1
0
50
54.15
2ϕ0
σ
τxy
-15
τmin
-29.15
Harzemli : Mohr
Sayfa 4
D¨
uzlem Gerilme
1.2
Mukavemet
¨
Ornek
40
10
S
¸ ekilde g¨
or¨
ulen gerilme hˆalinde;
σx = -50 N/mm2
σy = 40 N/mm2
τxy = 10 N/mm2 ’dir.
50
a. Normali yatay eksenle 30◦ ’lik a¸cı yapan bir y¨
uzeydeki σ ve τ gerilmelerini;
b. Asal normal gerilmeleri ve do˘
grultularını;
c. Asal kayma gerilmelerini hesaplayınız.
a. Normali yatay eksenle 30◦ ’lik a¸
cı yapan bir y¨
uzeydeki σ ve τ gerilmeleri :
τ de˘gerinin hesaplanması:
σ de˘gerinin hesaplanması:
σ=
σx − σy
σx + σy
+
· cos 2ϕ + τxy · sin 2ϕ
2
2
τ =−
σx − σy
· sin 2ϕ + τxy · cos 2ϕ
2
σ=
−50 + 40 −50 − 40
+
· cos 60 + 10 · sin 60
2
2
τ =−
−50 + 40
· sin 60 + 10 · cos 60
2
σ = −5 − 22.5 + 8.66
τ = 38.97 + 5
σ = −18.84 N/mm2
τ = 43.97 N/mm2
b. Asal normal gerilmeler ve do˘
grultuları :
σ1 ve σ2 de˘gerlerinin hesaplanması:
s
2
σx + σy
σx − σy
2
σ1,2 =
±
+ τxy
2
2
σ1,2
s
−50 + 40
=
±
2
σ1,2 = −5 ± 46.1
−50 − 40
2
2
ϕ0 de˘gerinin hesaplanması:
tg2ϕ0 =
2 · τxy
σx − σy
tg2ϕ0 =
2 · 10
−50 − 40
tg2ϕ0 =
20
−90
+ 102
tg2ϕ0 = −0.2222
σ1 = 41.1 N/mm2
2
σ2 = −51.1 N/mm
ϕ0 = −6.3◦
ϕ0 = 83.7◦
Harzemli : Mohr
Sayfa 5
D¨
uzlem Gerilme
Mukavemet
c. Asal kayma gerilmeleri :
τmax ve τmin de˘gerlerinin hesaplanması:
s
2
σx − σy
2
τ max = ±
+ τxy
min
2
s
τ max = ±
min
−50 − 40
2
τ max = ±
σ1 − σ2
2
τ max = ±
41.1 + 51.1
2
min
2
+ 102
min
τ max = ±46.1 N/mm2
τ max = ±46.1 N/mm2
min
min
τ
τmax
46.1
τxy
σ2
σx
-51.1
-50
10
σy
σ1
40
41.1
σ
−τxy
2ϕ0 -10
τmin
-46.1
Harzemli : Mohr
Sayfa 6
D¨
uzlem Gerilme
1.3
Mukavemet
¨
Ornek
40
50
S
¸ ekilde g¨
or¨
ulen gerilme hˆalinde;
σx = -40 N/mm2
σy = 40 N/mm2
τxy = -50 N/mm2 ’dir.
40
a. Normali yatay eksenle 45◦ ’lik a¸cı yapan bir y¨
uzeydeki σ ve τ gerilmelerini;
b. Asal normal gerilmeleri ve do˘
grultularını;
c. Asal kayma gerilmelerini hesaplayınız.
a. Normali yatay eksenle 45◦ ’lik a¸
cı yapan bir y¨
uzeydeki σ ve τ gerilmeleri :
τ de˘gerinin hesaplanması:
σ de˘gerinin hesaplanması:
σ=
σx − σy
σx + σy
+
· cos 2ϕ + τxy · sin 2ϕ
2
2
τ =−
σx − σy
· sin 2ϕ + τxy · cos 2ϕ
2
σ=
−40 + 40 −40 − 40
+
· cos 90 − 50 · sin 90
2
2
τ =−
−40 + 40
· sin 90 − 50 · cos 90
2
σ = 00 − 50
τ = 400
σ = −50 N/mm2
τ = 40 N/mm2
b. Asal normal gerilmeler ve do˘
grultuları :
σ1 ve σ2 de˘gerlerinin hesaplanması:
s
2
σx + σy
σx − σy
2
σ1,2 =
±
+ τxy
2
2
σ1,2
−40 + 40
=
±
2
s
σ1,2 = 0 ± 64.03
−40 − 40
2
2
ϕ0 de˘gerinin hesaplanması:
tg2ϕ0 =
2 · τxy
σx − σy
tg2ϕ0 =
2 · −50
−40 − 40
tg2ϕ0 =
−100
−80
− 502
tg2ϕ0 = 1.25
σ1 = 64.03 N/mm2
2
σ2 = −64.03 N/mm
ϕ0 = 25.7◦
ϕ0 = 115.7◦
Harzemli : Mohr
Sayfa 7
D¨
uzlem Gerilme
Mukavemet
c. Asal kayma gerilmeleri :
τmax ve τmin de˘gerlerinin hesaplanması:
s
2
σx − σy
2
τ max = ±
+ τxy
min
2
s
τ max = ±
min
−40 − 40
2
τ max = ±
σ1 − σ2
2
τ max = ±
64.03 + 64.03
2
min
2
− 502
min
τ max = ±64.03 N/mm2
τ max = ±64.03 N/mm2
min
min
τ
τmax
64.03
−τxy
50
σ2
σx
σy
σ1
-64.03
-40
40
64.03
σ
2ϕ0
τxy
-50
τmin
-64.03
Harzemli : Mohr
Sayfa 8
D¨
uzlem Gerilme
1.4
Mukavemet
¨
Ornek
45
S
¸ ekilde g¨
or¨
ulen gerilme hˆalinde;
σx = 0 N/mm2
σy = 0 N/mm2
τxy = 45 N/mm2 ’dir.
a. Normali yatay eksenle 30◦ ’lik a¸cı yapan bir y¨
uzeydeki σ ve τ gerilmelerini;
b. Asal normal gerilmeleri ve do˘
grultularını;
c. Asal kayma gerilmelerini hesaplayınız.
a. Normali yatay eksenle 30◦ ’lik a¸
cı yapan bir y¨
uzeydeki σ ve τ gerilmeleri :
σ de˘gerinin hesaplanması:
τ de˘gerinin hesaplanması:
σ=
σx + σy
σx − σy
+
· cos 2ϕ + τxy · sin 2ϕ
2
2
τ =−
σx − σy
· sin 2ϕ + τxy · cos 2ϕ
2
σ=
00 0 + 0
+
· cos 60 + 45 · sin 60
2
2
τ =−
00
· sin 60 + 45 · cos 60
2
σ = 00 + 38.97
τ = 0 + 22.5
σ = 38.97 N/mm2
τ = 22.5 N/mm2
b. Asal normal gerilmeler ve do˘
grultuları :
σ1 ve σ2 de˘gerlerinin hesaplanması:
s
2
σx + σy
σx − σy
2
±
+ τxy
σ1,2 =
2
2
σ1,2
00
=
±
2
s
0+0
2
σ1,2 = 0 ± 45
σ1 = 45 N/mm2
σ2 = −45 N/mm2
2
ϕ0 de˘gerinin hesaplanması:
tg2ϕ0 =
2 · τxy
σx − σy
tg2ϕ0 =
2 · 45
0+0
tg2ϕ0 =
90
0
+ 452
tg2ϕ0 = Inf inity
ϕ0 = 45◦
ϕ0 = 135◦
Harzemli : Mohr
Sayfa 9
D¨
uzlem Gerilme
Mukavemet
c. Asal kayma gerilmeleri :
τmax ve τmin de˘gerlerinin hesaplanması:
s
2
σx − σy
2
τ max = ±
+ τxy
min
2
s
τ max = ±
min
0+0
2
τ max = ±
σ1 − σ2
2
τ max = ±
45 + 45
2
min
2
+ 452
min
τ max = ±45 N/mm2
τ max = ±45 N/mm2
min
min
τ
τmax
τxy 45
45
σy σx
σ2
-45
0
0
σ1
45
σ
2ϕ0
−τxy
τmin
-45
-45
Harzemli : Mohr
Sayfa 10
D¨
uzlem Gerilme
1.5
Mukavemet
¨
Ornek
80
70
S
¸ ekilde g¨
or¨
ulen gerilme hˆalinde;
σx = 0 N/mm2
σy = 80 N/mm2
τxy = 70 N/mm2 ’dir.
a. Normali yatay eksenle 45◦ ’lik a¸cı yapan bir y¨
uzeydeki σ ve τ gerilmelerini;
b. Asal normal gerilmeleri ve do˘
grultularını;
c. Asal kayma gerilmelerini hesaplayınız.
a. Normali yatay eksenle 45◦ ’lik a¸
cı yapan bir y¨
uzeydeki σ ve τ gerilmeleri :
τ de˘gerinin hesaplanması:
σ de˘gerinin hesaplanması:
σ=
σx − σy
σx + σy
+
· cos 2ϕ + τxy · sin 2ϕ
2
2
τ =−
σx − σy
· sin 2ϕ + τxy · cos 2ϕ
2
σ=
0 + 80 0 − 80
+
· cos 90 + 70 · sin 90
2
2
τ =−
0 + 80
· sin 90 + 70 · cos 90
2
σ = 400 + 70
τ = 400
σ = 110 N/mm2
τ = 40 N/mm2
b. Asal normal gerilmeler ve do˘
grultuları :
σ1 ve σ2 de˘gerlerinin hesaplanması:
s
2
σx + σy
σx − σy
2
σ1,2 =
±
+ τxy
2
2
σ1,2
0 + 80
=
±
2
s
0 − 80
2
σ1,2 = 40 ± 80.62
σ1 = 120.62 N/mm2
2
σ2 = −40.62 N/mm
2
ϕ0 de˘gerinin hesaplanması:
tg2ϕ0 =
2 · τxy
σx − σy
tg2ϕ0 =
2 · 70
0 − 80
tg2ϕ0 =
140
−80
+ 702
tg2ϕ0 = −1.75
ϕ0 = −30.1◦
ϕ0 = 59.9◦
Harzemli : Mohr
Sayfa 11
D¨
uzlem Gerilme
Mukavemet
c. Asal kayma gerilmeleri :
τmax ve τmin de˘gerlerinin hesaplanması:
s
2
σx − σy
2
τ max = ±
+ τxy
min
2
s
τ max = ±
min
0 − 80
2
τ max = ±
σ1 − σ2
2
τ max = ±
120.62 + 40.62
2
min
2
+ 702
min
τ max = ±80.62 N/mm2
τ max = ±80.62 N/mm2
min
min
τ
τmax
80.62
τxy
70
σ2
-40.62
σx
σy
σ1
0
80
120.62
σ
2ϕ0
−τxy
-70
τmin
-80.62
Harzemli : Mohr
Sayfa 12
D¨
uzlem Gerilme
1.6
Mukavemet
¨
Ornek
80
S
¸ ekilde g¨
or¨
ulen gerilme hˆalinde;
σx = 50 N/mm2
σy = -80 N/mm2
τxy = 0 N/mm2 ’dir.
50
a. Normali yatay eksenle 35◦ ’lik a¸cı yapan bir y¨
uzeydeki σ ve τ gerilmelerini;
b. Asal normal gerilmeleri ve do˘
grultularını;
c. Asal kayma gerilmelerini hesaplayınız.
a. Normali yatay eksenle 35◦ ’lik a¸
cı yapan bir y¨
uzeydeki σ ve τ gerilmeleri :
τ de˘gerinin hesaplanması:
σ de˘gerinin hesaplanması:
σ=
σx − σy
σx + σy
+
· cos 2ϕ + τxy · sin 2ϕ
2
2
τ =−
σx − σy
· sin 2ϕ + τxy · cos 2ϕ
2
σ=
50 − 80 50 + 80
+
· cos 700 · sin 70
2
2
τ =−
50 − 80
· sin 700 · cos 70
2
σ = −15 + 22.230
τ = −61.080
σ = 7.23 N/mm2
τ = −61.08 N/mm2
b. Asal normal gerilmeler ve do˘
grultuları :
σ1 ve σ2 de˘gerlerinin hesaplanması:
s
2
σx + σy
σx − σy
2
σ1,2 =
±
+ τxy
2
2
σ1,2
s
50 − 80
=
±
2
σ1,2 = −15 ± 65
50 + 80
2
2
ϕ0 de˘gerinin hesaplanması:
tg2ϕ0 =
2 · τxy
σx − σy
tg2ϕ0 =
2·0
50 + 80
tg2ϕ0 =
0
130
02
tg2ϕ0 = 0
σ1 = 50 N/mm2
2
σ2 = −80 N/mm
ϕ0 = 0◦
ϕ0 = 90◦
Harzemli : Mohr
Sayfa 13
D¨
uzlem Gerilme
Mukavemet
c. Asal kayma gerilmeleri :
τmax ve τmin de˘gerlerinin hesaplanması:
s
2
σx − σy
2
τ max = ±
+ τxy
min
2
s
τ max = ±
min
50 + 80
2
τ max = ±
σ1 − σ2
2
τ max = ±
50 + 80
2
min
2
02
min
τ max = ±65 N/mm2
τ max = ±65 N/mm2
min
min
τ
τmax
65
σ2 σy
-80
−τxy τxy
-80
0
0
σx σ1
50
50
σ
τmin
-65
Harzemli : Mohr
Sayfa 14