Bir Kayma Yükü Nedir?

Bir kayma yükü, yapısal bir elemana uygulandığında kayma gerilmesine neden olan bir kuvvettir. Birim alan başına bir kuvvet olan kayma gerilmesi, normal gerilmeye dik düzlemde meydana gelir; Aynı nesnenin iki düzlemi birbirini geçmeye çalıştığında yaratılır. Mühendislerin mekanik arıza yaşamadıklarından emin olmak için yapılardaki kesme yükünü hesaplamaları gerekir. Çok yüksek bir kesme yükü, malzemelerin verilmesine veya kalıcı olarak deforme olmasına neden olabilir.

Bir malzeme gerilime veya sıkıştırmaya alındığında normal gerilmeler meydana gelir. Bu durumda, uygulanan her iki kuvvet aynı eksen boyuncadır. Kuvvetler farklı eksenler boyunca uygulanırsa, normal gerilmelere ek olarak kesme gerilmeleri olacaktır. Malzemenin kare bir elemanı, bir paralelkenarın içine yamulma eğiliminde olan kuvvetlerle karşılaşacaktır. Bir malzemedeki ortalama kayma gerilmesi, söz konusu enine kesit alanına bölünen kayma yüküne eşittir.

Kayma gerilimi, birim alan başına kuvvet olmakla birlikte, kayma yükü genellikle sadece kuvvetin kendisine karşılık gelir. Bu nedenle, uygun birimler, birimler kuvveti, en yaygın olarak Newton veya pound kuvvetidir. Bir kesme yükü sınırlı bir malzemeye uygulandığında, malzemeyi sabit tutmak için bir reaksiyon kuvveti sorumludur. Bu reaksiyon kuvveti, uygulanan “ikinci” kuvveti oluşturur; Bir reaksiyon kuvveti ile birleştirildiğinde, tek bir kuvvet kayma gerilmelerine neden olabilir.

Kesme yükü, bir kiriş içindeki gerilmelerin hesaplanmasında önemlidir. Euler-Bernoulli kiriş denklemi, kayma yükünü kiriş boyunca bükme hareketi ile ilişkilendirir. Bir bükülme momenti, bir kirişin bükülmesine neden olmaktan çok, bükme momentidir. Bir kiriş üzerinde izin verilen maksimum kayma yükü, kirişin hem malzemesi hem de geometrisi ile ilgilidir - daha güçlü malzemelerden yapılmış daha kalın kirişler daha yüksek kesme yüklerine dayanabilir.

Kuvvetler iç gerilmelerin çok yükselmesine neden olduğunda, bir malzeme üretecektir. Verim, malzemenin dış kuvvetlerinden arındırıldığında olduğu gibi, bir malzemenin rahat şeklini ve boyutunu kalıcı olarak değiştirir. Bir ataç kolayca verim noktasına elle getirilebilir. Verim yalnızca bir malzemenin geometrisini bozmaz, aynı zamanda malzemelerin kırılmaya daha duyarlı olmasını sağlar. Bu riski yönetmek inşaat ve makine mühendisleri için çok önemlidir.

Hangi malzemelerin en güçlü olduğuna veya en yüksek verimli noktalara sahip olduğuna karar vermek, teorik analizden ziyade deney yoluyla daha kolaydır. Örneğin, çeliğin alüminyumdan daha fazla iç gerilime tolere edebileceği yaygın bir bilgidir. Bunun neden böyle olduğunun açıklaması, birçok rekabet teorisinin konusudur. Bu teorilerin bazıları, malzemelerin ne zaman üretileceğini açıklamak için kesme gerilmesinin temel olduğunu vurgulamaktadır.