Mukavemet Cilt: 1 - Problem İlaveli - Mehmet H. Omurtag

ÖNSÖZ

TÜRKİYE GENÇ NÜFUSU İLE DIŞ DÜNYAYA AÇILAN DİNAMİK BÎR ÜLKE

İlk Baskısı 2005 yılında yayımlanan elinizdeki kitabın Türkiye genelinde gördüğü yoğun ilgi sonrası 2011 yılında gerçekleşen III. Baskı’smda gerekli gördüğüm bazı yenilikleri, düzenlemeleri ve bir kısım problem ilavelerini de gerçekleştirdim. Bunların bazıları konuların işlenişine yönelik müdahaleler olurken, bazıları küçük eklemeler ve problem sayısındaki artış biçiminde özetlenebilir. Ayrıca Türkiye’nin önde gelen inşaat firmalarından biri olan YAPİ Merkezİ II. Baskıda olduğu gibi III. Baskıda da referans arşivindeki mühendislik projelerine ait çok çeşitli fotoğrafı, hiç bir karşılık beklemeden, kitapta kullanmasına izin vererek siz gençlerimize hediye etmiş ve tümü tarafımdan açıklayıcı alt yazılarla zenginleştirilerek konu içlerine serpiştirilmiştir. Umarım sizler için yararlı olduğunu düşündüğüm ve gerçekleştirdiğim katkılar, beklentilerimin ötesinde hedefine ulaşır.
Bu kitap Başbakanlığa bağlı özerk bir devlet kuruluşu olan TÜRKİYE BİLİMLER AKADEMİSİ (TÜBA) tarafından 2008 yılında “Üniversite Ders Kitapları” dalında ödüllendirilmiştir.

Şu bir gerçek ki; iyi bir mühendis, incelediği problemin altındaki fizik gerçekleri kolayca algılayan ve çözümü için kullanacağı yöntemlerin sınırlarını bilen kişidir. İşte bu noktada "CİSİMLERİN MUKAVEMETİ” devreye girer ve boyutlandırma problemi için yarının mühendislerine, “nedenlerin ve niçinlerin” aktarıldığı temel bilgileri kuramsal düşünme ve problem çözme yeteneği ile birlikte kazandırır. Gençlerimizin hak ettikleri çağdaş eğitimi almaları durumunda, yurt içinde ve dışında üstlenemeyecekleri mühendislik projesi yoktur. Yalnız bunun için hem biz eğitmenlere hem de siz gençlerimize önemli sorumluluklar düşmektedir. Olmazsa olmazlardan birincisi, uluslararası seviyede hazırlanmış ders kitaplarıdır. Şu an elinizdeki eser, hem tasarıma yönelik temel mühendislik eğitimi için gerekli tüm bilgileri kapsamakta, hem de bazı ileri konuları içermektedir. Her bir bölüm; okuyucunun bilgi basamaklarını yavaşça çıkabilmesi için, titizlikle, temel bilgilerden ileri konulara doğru olacak biçimde düzenlendi ve bu amaçla tüm önlemler alındı. Böylece hem sizin lisans eğitiminiz sırasında kullanacağınız bir ders kitabı, hem de lisansüstü eğitiminiz sırasında ya da iş hayatınızın çeşitli dönemlerinde karşılaşacağınız kuramsal ya da uygulama tabanlı mühendislik sorularınızın cevaplanması amaçlandı. Lisans eğitimi için öncelikli konularla, bunlara göre nispeten daha ileri konulan ayırmakta size yardımcı olabilmek amacıyla, içeriği ileri kavramlara dönük metinlerin konu numaralarının hemen yanına bir işareti yerleştirildi. Bu uygulamayı hem "İçindekiler" kısmını incelediğinizde hem de konu akışı sırasında fark edeceksiniz. Yalnız, ihtiyaca göre bilginin farklılıklar göstereceğini düşünürsek, sözü edilen ayrımın kesin çizgilerle yapılamayacağını belirtmek isterim.

Bir fizik olayı “kesin" olarak çözmek gerektiğinde, genellikle yorucu işlemler gerekebilir. Bunun yanı sıra, kağıt üstünde kullanılan bazı parametrelerin uygulamada ne ölçüde sağlandığı iyice tartışılmalıdır. Örneğin malzeme kusurları, imalat aşamasında yapılabilecek çeşitli hatalar ve buna benzer aksaklıklar göz önüne alındığında çözüm belli bir güvenlik şemsiyesinin altına alınmalıdır. O nedenle emniyetli tarafta kalacak biçimde kuram çeşitli varsayımlar altında sadeleştirilir. Fakat yapılan varsayımlar bazı problemler için gerçeği oldukça iyi ifade ederken, bazılarına kısmen uzak kalır. Mühendis, ele aldığı problemi sonuçlandırdığında mutlaka bir takım sayılara ulaşır. Eğer kullanılan bağıntıların hangi varsayımlar altında geçerli olduğu iyi biliniyorsa, ortaya çıkan sayılarında ne kadar güvenli olduğu o denli iyi değerlendirilebilir. Şu halde kısaca özetlemek gerekirse, kuram üstünde yapılan basitleştirmeleri tam olarak anlayabilmek için, öncelikle kuramın çok iyi özümsenmiş olması gerekir. Mühendisliğin bir kolu kurama diğer kolu uygulamaya dayanır ve zaman içinde emek verilerek “tecrübe" denilen harman oluşturulur.
Bu kitap size, sizin ihtiyacınız olan kuramı verirken yanında uygulamaya yönelik bol sayıda çözülmüş örnek ve geniş bir problem arşivi sunmaktadır. Kitabı okuduğunuz zaman konuların akıcı bir anlatımla, basitten zora doğru düzenlendiğini ve tekrardan kaçınılarak hazırlanmış 70 örnekle desteklendiğini göreceksiniz. Okuyucunun gözünde problemlerin canlandırılabilmesi için gerektiğinde üç boyutlu çizimler kullanılırken, tüm detaylarda sade bir biçimde aktarılmıştır. Konu sonlarına yerleştirilmiş toplam 370 problem konu içini tamamen taramaktadır. Ayrıca tümünün cevapları, kitabın arkasındaki cevap anahtarında mevcut olup, açıklamalı çözümler için yazarın yardımcı ders kitabı MUKAVEMET ÇÖZÜMLÜ PROBLEMLERİ - Cilt 1 - den yararlanılabilir.

Bu eserde SI birim sistemi kullanılarak, basit mukavemet halleri (normal kuvvet, kesme kuvveti, eğilme ve burulma), gerilme, şekil değiştirme, bünye bağıntıları, şekil değiştirme enerjisi, zamana bağlı davranış ve yorulma anlatılmıştır. Bu kapsamda çok önemli bir konu olan plastisitenin II. Cilt içinde ele alınması iki gerekçeye dayanmaktadır. Birincisi, eğitmen gözüyle baktığımda, normal kuvvet, eğilme ve burulma konuları içinde pla- tisitenin kendini tekrarlayan kavramları tek bir bölümde toplandığında, öğrenim kolaylığı sağlandığını düşünüyorum. İkincisi ise, iki yarıyıllık mukavemet dersinin yükü ile ilişkili yaklaşımım. Basit mukavemet halleri, gerekli kapsamda anlatıldığında bir yarıyılı tamamen doldurur. Bu durumda çok önemli bir konu olan plastisiteye yeterli önemin verilebilmesi için bu konu bileşik mukavemet hallerinin anlatıldığı Cilt II de ele alındı.
Görsel malzemelerin mühendislik eğitimindeki önemi yadsınamaz. Şu halde; ileri düzeyde bir eser hedeflendiğinde, gençlerimizin kolaylıkla ulaşamayacağı önemli mühendislik uygulamalarına ait çok sayıda öğe bir araya getirilmeliydi. Bu noktadan yola çıkıldığında, alanında 45 yıllık birikimiyle ulusal ve uluslararası önemli projelere imza atmış YAPI MERKEZİ Grubu Şirketleri yüksek öğretime destek verebilmek amacıyla önemli bir ilki gerçekleştirerek şirket referans arşivlerini kitabın 2. Baskısında siz yarının mühendislerinin hizmetine sunmuştu. Bu destek 3. Baskıda artarak devam etti. O nedenle YAPI MERKEZİ Grubu Şirketleri Kurucusu ve Onursal Başkanı Sayın Dr. Ersin ARIOĞLU ve Yönetim Kurulu Üyelerine özel olarak teşekkür ederim.
Manevi destekleri nedeniyle, Rahmetli Sayın Prof.Dr. Vural CİNEMRE’ye, Sayın Prof.Dr.Dr, M. Cengiz DöKMECİ’ye ve Sayın Prof.Dr. S.Semih TEZCAN’a şükranlarımı sunarım.
Bu kitabın ilk baskısına yaptıkları değerli katkılarından dolayı Sayın Prof. Dr. Haşan ENGİN’e, Sayın İnş. Yük. Müh. Oğuz SEÇEN’e, Sayın Yrd. Doç. Dr. Ali Nuri DOĞRUOĞLU’na, Sayın Yrd.Doç.Dr. Ersin AYDlN’a ve 2. Baskı’daki katkılarından dolayı Sayın Araş. Gör. Akif KUTLU’ya, Sayın Dr. Aydın ÖZMUTLU’ya, Sayın Dr. Murat YlLMAZ’a, Sayın Dr. Cenk AKSOYLAR’a ve 3. Baskı’daki katkılarından dolayı Sayın Doç.Dr. Nihal ERATLi’ya, Sayın Doç.Dr. Beytullah TEMEL’e, Sayın Yrd.Doç.Dr. Atilla ÖZÜTOK’a, Sayın Yrd.Doç.Dr. Deniz GÜNEY’e, Sayın Araş.Gör. Bahar AYHAN’a, Sayın Araş.Gör. Deniz AYHAN’a ve Sayın İnş. Müh. Zeynal Abidin KlZILKAYA’ya teşekkür ederim. Kitabın bugüne kadarki tüm basım aşamalarında olumlu yaklaşımı nedeniyle Sayın Bahadır ALGiN’a ve şahsında BİRSEN Yayınevi çalışanlarına, her zaman olduğu gibi titiz basım konusunda hiç bir özveriden kaçmayan ve bunu eğitime/öğretime bir hizmet olarak addeden Sayın Adnan TAVUKÇULAR’a ve şahsında CENKLER Matbaası çalışanlarına içten teşekkür ederim.
Kitap hakkında yapılacak önerilerin yazara iletilmesi halinde, bunlar büyük bir titizlikle incelemeye alınacaktır. Kitabın ve parçalarının tüm hakları yazara aittir. Ayrıca uzun süren yazım aşamasında ailemin bana gösterdiği anlayış ve sabra minnettarım.
Saygılarımla.
Prof.Dr. Mehmet H. OMURTAG
İTÜ İnşaat Fakültesi
İnşaat Mühendisliği Bölümü


KİTAP HAKKINDA

TÜRKİYE'NİN ÖĞRENMEYE İSTEKLİ GENÇ NÜFUSU YARININ DÜNYASINDA HAK ETTİĞİ YERİ ALACAK

İlk baskıda hem mühendislik tasarımına yönelik temel bilgilere hem de bazı ileri konulara yer vermiştim. Anlatılanlar, denklemler ve formüller ne kadar gerekliyse, doğrudan mühendislik uygulamalarından oluşmuş görsel malzemeler de o kadar yararlıdır. "Yapı Merkezi Şirketler Grubu" buradan yola çıkarak kitabın 3. Baskı'sında da gerçekleştirdikleri ulusal ve uluslararası projelerinin referans fotoğraflarını siz gençlerimizin hizmetine sunarak bu alanda başlattığı önemli desteği sürdürdü. Böylece, pratik, kuram ve uygulama iç içe geçti, ümidimiz olan gençlerimizin hak ettikleri çağdaş eğitimi almaları durumunda, yurt içinde ve dışında üstlenemeyecekleri mühendislik projesi yoktur. Yalnız bunun için hem biz eğitmenlere hem de siz gençlerimize önemli sorumluluklar düşmektedir. Olmazsa olmazlardan birincisi, uluslararası düzeyde hazırlanmış ders kitaplarıdır.
Konular titizlikle basitten zora doğru kaleme alındı ve okuyucunun bilgi basamaklarını yavaşça çıkabilmesi için gerekli düzenleme özenle oluşturuldu. Böylece sizin sadece lisans eğitiminiz sırasında kullanacağınız bir ders kitabı hazırlanmakla kalınmadı, aynı zamanda lisansüstü eğitiminiz sırasında ya da iş hayatınızın çeşitli dönemlerinde "çözüm yönteminin dayanağı nedir?" ya da “yapılan varsayımların geçerlilik sınırı nereye kadar?" dediğinizde, kuramsal ya da uygulama tabanlı mühendislik sorularınızın karşılanması hedeflendi. Amacım, meslek hayatınız boyunca kütüphanenizde bulundurmak isteyeceğiniz bir kaynak esere ulaşmaktır.
Kitaptaki konular, tekrardan kaçınılarak akıcı bir anlatımla hazırlanmış 70 örnekle desteklendi. Günlük hayattaki problemleri olduğu gibi sizin önünüze getirebilmek amacıyla üc boyutlu çizimler ağırlıklı olarak kullanıldı. Böylece düzlem şekiller üstünden fizik olayı size hayal ettirmek yerine doğrudan düşünmeniz ön planda tutuldu. Ayrıca tüm detaylar sizin dikkatinizi dağıtmayacak bir düzende ve sade bir biçimde aktarıldı. Konu sonlarına yerleştirilmiş toplam 370 problem konu içini tamamen kapsamaktadır. Ayrıca bunların tümünün cevap anahtarı mevcut olup, açıklamalı çözümler için yazarın yardımcı ders kitabı MUKAVEMET ÇÖZÜMLÜ PROBLEMLERİ - Cilt 1 - den yararlanılabilir.

İÇİNDEKİLER

GİRİŞ

Şekil Değiştirebilen Cisimler Mekaniği - Mukavemet
Tarihçe
İdeal Malzeme
Mukavemetin İlkeleri
Geometrilerine Göre Katı Cisimler
SI Birim Sistemi
Anlamlı Hane Sayısı ve Sonuçlarda Yuvarlatma PROBLEMLER

KESİT TESİRLERİ

Çubuğa Etkiyen Kuvvetler Kesit Tesirleri
Diferansiyel Denge Denklemleri Doğru Eksenli Çubuklarda Denge Denklemleri integrasyon Yöntemiyle Kesit Tesiri Hesabı 0 Örnekler
Alan Yöntemiyle Kesit Tesiri Hesabı Kesim Yöntemiyle Kesit Tesiri Hesabı 8 Örnekler
Simetrik ve Antimetrik Kesit Tesirleri Eğri Eksenli Çubuklarda Denge Denklemleri Düzlemsel Çubuklarda Denge Denklemleri Daire Eksenli Çubuklarda Kesit Tesirleri 0 Örnek PROBLEMLER

GERİLME

İç Kuvvet - Gerilme Tanımı Tek Eksenli Gerilme Durumu
iki Eksenli Gerilme Durumu 0 Örnekler
Üç Eksenli Gerilme Durumu
Üç Eksenli Gerilme Halinde Dönüşüm Bağıntıları
Örnekler
Homojen Olmayan Gerilme Durumu Gerilmeler ile Kesit Tesirleri Arasında Eşdeğerlik ilişkileri PROBLEMLER

BİRİM ŞEKİL DEĞİŞTİRME

Birim Şekil Değiştirme Bileşenleri
Düzlemde Dönüşüm Bağıntıları
Asal Uzama Oranları
Birim Şekil Değiştirmede Mohr Grafik Betimlemesi
Üç Eksenli Şekil Değiştirme Durumu Hacim Değiştirme Oranı Örnek
Birim Şekil ve Yer Değiştirme İlişkileri Uygunluk Denklemleri
Üç Eksenli Şekil Değiştirme Halinde Dönüşüm Bağıntıları PROBLEMLER

MEKANİK ÖZELLİKLER VE BÜNYE BAĞINTILARI

Gerilme - Birim Şekil Değiştirme Eğrisi
Durumlar
Bazı Mühendislik Malzemelerinin Davranışları Çeşitli Modüller
Anizotrop Malzemede Bünye Bağıntıları Düzlem Durumlarda Uygunluk Koşulları Airy Gerilme Fonksiyonu PROBLEMLER

NORMAL KUVVET

Eksenel Normal Kuvvet
Örnek Emniyet Gerilmesi Isısal Etkiler
Örnek Büzülme
Özgül Ağırlığın Normal Gerilmeye Etkisi Değişken Kesitli ve Eşit Gerilmeli Çubuklar
Örnek Mafsallı Çubuklar Bileşik Çubuklar
Örnekler iç Basınç Halkada İç Basınç Kabuklarda İç Basınç 0 Örnekler

KESME KUVVETİ

Kayma Gerilmesi 8 Örnek
Bağlayıcı Metal ve Ahşap Birleşimler
Bulon ve Perçin Elemanları
Bulonlu ve Perçinli Birleşimlerde Tehlike Durumları
Perçinli ve Bulonlu Eklerde Verim
Birleşime Etkiyen Kuvvette Dışmerkezlik 0 Örnek Kaynak Hesabı PROBLEMLER

EYLEMSİZLİK MOMENTLERİ

Eylemsizlik Momenti - Örnekler
Eylemsizlik Momentinin Bazı Özellikleri Eylemsizlik Yarıçapı Eksen Takımının Değiştirilmesi e Örnekler
Asal Eylemsizlik Momentleri

BURULMA

Burulmada Yapılan Varsayımlar Kayma Gerilmesi ve Kesit Dönmesi Boyutlandırma
Bileşik - Silindirik Çubukların Burulması Düzgün Olmayan Burulma
Güç Aktarma (Transmisyon) Milleri
Basık Helisel Yaylar
Kapalı ve Açık, İnce Halka Kesitler 3 Örnek Profil Kesitler
Burulmada Mukavemet Momenti ve Rijitlik
Örnek Tüplerde Burulma 0 Örnekler
Saint - Venant Burulma Kuramı
Açık Tüplerde Çarpılma ve Burulma Merkezi Düzgün Olmayan Burulma Kuramı PROBLEMLER

BASİT EĞİLME

Eğilme Varsayımları Düz Eğilme Eğrilik-Moment İlişkisi
Örnekler Eğik Eğilme
Bileşik Çubuklarda Düz Eğilme
Kesitte Değişken Yayılı Isısal Etmen
ilkel Eğriliği Olan Çubuklarda Basit Eğilme

İÇ VE DIŞ KUVVETLERİN İŞİ

Enerji
Enerji Yoğunluğu
İç Kuvvetler ve Şekil Değiştirme Enerjisi
Dış Kuvvetlerin işi
Çok Yavaş Yükleme
s Örnek
Üç Boyutlu Elastik Cisimde Enerji Yoğunluğu Hacim ve Biçim Değiştirme Enerjisi Ani Çarpma Biçiminde Yükleme

ZAMANA BAĞLI DAVRANIŞ VE YORULMA

Yükleme ve Boşaltma Sünme ve Gevşeme ideal Cisim Modelleri Periyodik Yükleme Yorulma
Sürekli Dayanım Eğrileri

GERİLME YIĞILMASI

Normal Kuvvet Etkisinde Gerilme Yığılması
Burulma Momenti Etkisinde Gerilme Yığılması Eğilme Momenti Etkisinde Gerilme Yığılması PROBLEMLER

Detay Bilgileri
Dil	Türkçe
Basım Tarihi	2012
Yazar	Mehmet H. Omurtag
Sayfa Sayısı	462
Kağıt	1. Hamur Kağıt
Kapak	Karton
Basım Yeri	İstanbul
Baskı Sayısı	4
Ebatlar (YxG)	21x24 cm
Isbn No	9789755114316
Alt Lejant	Problem İlaveli
Dizi Adı	Mukavemet
Dizi No	1