Konstrüksiyon Elemanlarında Güvenirlik

Makine parçalarının tasarımında 3 önemli temel parametrenin belirlenmesi ve emniyetli bölgede olması istenir. Bunlar gerilmeler, (deformasyonlar) şekil değiştirmeleri ve çalışma frekanslarıdır. Çalışma frekansları (yani işletme devirlerinin, hızlarının) rezonans bölgesi dışında ve emniyetli titreşim genliklerinin olması önemlidir. En uygun tasarım parametreleri ile bunlar belirlenebilir.

Makine parçalarının değişken gerilmeler ile zorlanması durumunda, gerilmelerin emniyetli alınması yanında Yorulma kırılmalarının istenilen ömürlerde (gerilme çevrimlerinde) olması istenir. Bunlar, Gerilme-Ömür-Güvenilirlik parametreleri tasarımda önemlidir.

Türkiye’de imal edilen metal malzemelerle ilgili verilen kataloglarda statik sınır mukavemet değerleri için sadece “minimum maksimum” kopma σ_k [N/mm²], akma σ_Ak [N/mm²] gerilme değerleri verilmektedir. Güvenilirlik [%] hakkında hiçbir bilgi verilmemektedir. “Yorulma” deneyleri ile elde edilen (dinamik) değişken gerilmelerde zorlanmada “sürekli mukavemet” değeri σ_D [N/mm²] ve bunu güvenirliği (istenilen ömürleri gerçekleştirme yüzdeleri) hakkında hiçbir bilgi verilmemektedir.

Makine konstrüksiyonunda en önemli problemlerden biri kırılma (hasar) konusudur. Ani kırılmalar, rezonans kırılmaları, Yorulma kırılmaları vs. makine konstrüksiyonunda görülen teknik olaylardır. Makine parçalarının devamlı dinamik gerilmelerle zorlanma durumunda ömür değerleri WÖHLER diyagramları yardımıyla veya analitik olarak ekde edilir.

Dinamik gerilmelerin çok farklı genlik ve sürelerde etkili olması (emniyet-güvenirlik-ömür) bağıntılarını çok karmaşık hale getirmektedir. Bu değerlendirmelerde birikimli (kümülatif) hasar durumu göz önüne alınarak hesapların yapılmasıyla tasarım parametreleri belirlenir. Tasarım hesaplarında yalnız gerilmelerin maksimum değerlerine göre yapılan boyutlandırmalarla en uygun konstrüksiyon elde edilmez.

Alıntı yapılan kitap: Konstrüksiyon Elemanlarında Güvenirlik (Reliability) ve Ömür Hesapları – Seçkin Kitabevi – Prof.Dr. Necati TAHRALI, Prof.Dr. Enver ATİK, Yrd.Doç.Dr. Can ÇİVİ