Bir gövdeye yükler uygulandığında, gövde genel olarak bir noktadan diğerine değişiklik gösteren iç kuvvetler geliştirerek bu yüklerin etkilerini emmeye çalışır. Bu iç kuvvetlerin yoğunluğuna gerilim denir. Gerilimin birimleri birim alana düşen kuvvettir.
Gerilim Bileşenleri
Sıkıştırma altında bir çubuğu ele alalım. P noktasındaki gerilimlerin durumu rastgele bir düzleme göre tanımlanır. Sonuç gerilimi her zaman aynı olsa da, gerilim bileşenlerinin değerleri seçilen düzleme bağlı olur.
Gerilim büyüklüğe, yöne hareketin olduğu düzleme göre açıklanır. Bir noktadaki gerilimlerin durumu aşağıdaki bileşenler tarafından tam olarak açıklanır.
|
SX
|
YZ düzlemine dik etki eden X yönündeki gerilim.
|
|
SY
|
XZ düzlemine dik etki eden Y yönündeki gerilim.
|
|
SZ
|
XY düzlemine dik etki eden Z yönündeki gerilim.
|
|
TXY
|
X yönüne (YZ düzlemi) dik düzleme etki eden Y yönündeki gerilim.
|
|
TYX
|
Y yönüne (XZ düzlemi) dik düzleme etki eden X yönündeki gerilim.
|
|
TXZ
|
X yönüne (YZ düzlemi) dik düzleme etki eden Z yönündeki gerilim.
|
|
TZX
|
Z yönüne (XY düzlemi) dik düzleme etki eden X yönündeki gerilim.
|
|
TYZ
|
Y yönüne (XZ düzlemi) dik düzleme etki eden Z yönündeki gerilim.
|
|
TZY
|
Z yönüne (XY düzlemi) dik düzleme etki eden Y yönündeki gerilim.
|
SX, SY ve SZ normal gerilim olarak adlandırılır. TXY, ...., TZY yırtılma gerilimi olarak adlandırılır. Yırtılma gerilimleri aşağıdaki denklemlerle ilişkilidir: TXY = TYX, TXZ = TZX ve TYZ = TZY. Böylece bir noktadaki gerilim durumu altı bileşen tarafından tam olarak tanımlanır.
Ana Gerilimler
Her noktada yırtılma geriliminin bulunmadığı bir düzlem bulunur. Bu düzleme referans veren gerilimlerin durumu normal gerilimler tarafından tanımlanır ve ana gerilim olarak adlandırılır.
|
P1
|
Birinci ana yöndeki normal gerilim (en büyük).
|
|
P2
|
İkinci ana yöndeki normal gerilim (orta).
|
|
P3
|
Üçüncü ana yöndeki normal gerilim (en küçük).
|
|
|
Eşdeğer Gerilim (von Mises Gerilimi olarak da adlandırılır)
SimulationXpress'te eşdeğer gerilim (veya von Mises gerilimi) denen bir gerilim niceliği görürsünüz. Bir noktadaki eşdeğer gerilim o noktadaki gerilimin durumunu benzersiz bir şekilde tanımlamaz ama birçok sünek malzeme için tasarımın güvenliğini değerlendirmeye yetecek kadar bilgi sağlar.
Gerilim bileşenlerinin aksine eşdeğer gerilimin yönü yoktur. Tamamen gerilim birimlerinin büyüklüğüyle tanımlanır. SimulationXpress farklı noktalardaki güvenlik faktörlerini hesaplamak için bir malzemenin eşdeğer gerilim o malzemenin akma mukavemetine ulaştığı noktada akmaya başladığını söyleyen von Mises Akma Kriteri'ni kullanır.