Mukavemet Nedir? Hangi Alanlarda Kullanılır?

MUKAVEMET DERSİ NEDİR?

Mukavemet dersi, inşaat mühendisliği bölümü başta olmak üzere hemen hemen bütün mühendislik bölümlerinde okutulan bir derstir. Konsept olarak bakıldığında, malzemelerin dayanımı üzerine inşa edilmiş bir derstir. Özellikle tarımsal yapılara bakıldığında, üretim aşamasında, istenen koşulların sağlanabilmesi için iyi bir planlama ve proje kontrolü yapılması gerekir. Tarımsal yapılar için ilk hedef, hiç şüphesiz üzerine gelebilecek iç ve dış kuvvetlere karşı dayanıklı olmasıdır.  Bu nedenle bir yapının sağlam ve ekonomik olarak projelenmesinde ve planlanmasında ilk olarak statik ve mukavemet hesapları gözümüze çarpar ve çok önemli bir yer tutmaktadır.

Mukavemet dersi, mekaniğin bir alt koludur ve kuvvet etkisi altında kalan cisimlerin şekil değiştirme durumlarını inceleyen bir yapıya sahiptir. Bu sebepten uygulama alanı çok geniştir.  Mukavemet, problemlerin çözümünde mekaniğin farklı alt dallarından yararlanmaktadır. Bunları şöyle sıralayabiliriz;

• Katı cisimler mekaniği.
   
• Malzeme mekaniği (reoloji).
   
• Elastisite kuramı.
   
• Deneysel elastisite bilim dallarıdır.

Genellikle bir yapıyı oluşturan taşıyıcı sistemlerin boyutlandırılmasında kullanılır. Bir mühendisin temel görevlerinden birisi, yapmaya başladığı yapının ya da işin emniyet, ekonomi ve estetik koşullarını sağlamaktır. Yapılan projenin emniyetli olması, bir yapı için en önemli özelliklerden biridir ve olmazsa olmazdır. Bu nedenle oluşturulacak olan yapı, üzerine gelen yükleri güvenli bir biçimde taşıyacak sistemlere sahip olmalıdır. Yapı elemanlarının boyutlandırılmasında ise, yapıya beklenilen yükten bir miktar daha fazla yük etkiyeceği kabul edilir ve yapı ona göre hazırlanır. Böylece yapıyı etkileyecek olası yük artışlarına karşı önlem alınmış olur. Şimdi de gelin hep birlikte mukavemet dersinin tarihçesine bakalım.

MUKAVEMET DERSİNİN TARİHÇESİ NEDİR?

Mukavemet terimi ve ya dersi, cisimlerin çeşitli dış etkiler ve bu dış etkilerin neden olduğu iç kuvvetler karşısında gösterdikleri davranışları inceleyen bilim dalıdır. Mekanik biliminin bir alt kolu olarak kabul edilir. Mukavemet bilimi rijit olmayan diğer bir tabirle şekil değiştirebilen cisimlerin mekaniği olarak da tanımlanabilir. Mekanik bilimine göre rijit cisimler, cisimlerin üzerlerine etkiyen dış tesirler ile şekillerini değiştirmeyen cisimler kabul edilirken, rijit olmayan cisimler mekaniği şekil değiştirmeleri de göz önüne almaktadır. Mukavemet teorisi, yapının bir ya da iki boyutlu öğelerinin incelenip, sonra bu öğelerin gerilim düzeylerinin iki boyutlu ve üç boyutlu olarak kabul edilmesi, üç boyuta genelleştirilmesi ve maddelerin elastik ve plastik davranışları hakkında tam bir teori geliştirilmesiyle başlamıştır. Maddelerin mekaniğinin önemli kurucu ve öncülerinden biri olarak Stephen Timoshenko kabul edilmektedir. 

Cisimlerin mukavemeti üzerine çalışmalar yoğunlukla; kiriş, mil, sütun gibi yapısal öğelerdeki gerilim ve zorlamaları hesaplamak için çeşitli yöntemlerden yararlanmaktadır. Kullanılan modeller; uzunluk, genişlik, kalınlık gibi geometrik (makroskobik) özelliklerin yanında; akma dayanımı, Young Katsayısı, maksimum mukavemet, Poisson Oranı gibi özellikleri de dikkate alarak, bir yapının yüklenmeye verdiği tepkiyi ve bozulmaya karşı hassaslığını ön görmeye çalışmaktadır. Mukavemet bilimi birçok mühendislik dalının temel konularından kabul edilmektedir. Uygulama alanlarına bakacak olursak İnşaat, gemi inşaatı,makine, maden,havacılık mühendisliği gibi alanlarda yaygın bir biçimde kullanılmaktadır. Bir bina kolonunun, makine dişlisinin,uçak kanadının veya bir maden galerisinin maruz kalacakları tesirlere,dayanabilecek şekilde tasarlanması mukavemet biliminin uygulamalarında en temel özellik olarak örnek verilebilir.

Mukavemet kelimesinin kökeni Arapça olarak bilinir ve dilimize bu şekilde geçmiştir. Dayanma, direnme, direniş, dayanıklılık, karşı durma, karşı koyma, direnç olarak Türkçeye çevirilebilir. Bir bilim dalı olarak Türkiye'de ilk olarak ‘’Cisimlerin Mukavemeti’’ olarak adlandırılmış, sonraları ise sadece ‘’Mukavemet’’ olarak adlandırılması uygun görülmüş ve bu şekilde kullanılmaya devam etmiştir. Günümüzde mühendislik dallarında okutulan bir bilim dalı dersi olarak karşımıza çıkar ve ‘’Mukavemet’’ ismiyle adlandırılmaktadır

MUKAVEMET DERSİNİN KULLANIM ALANLARI NELERDİR?

Genel olarak şu konuları incelemektedir:

• Gerilme

• Yapıların Statiği

• Eksenel Yüklemede Gerilme ve Şekil Değiştirme

• Burulma

• Enine Yükleme

• Basit Eğilme

• Gerilme ve Şekil Değiştirme Dönüşümleri

Mühendislik dallarının birçoğunda karşımıza çıkan Mukavemet dersleri, başta İnşaat Mühendisliği dersleri olmak üzere, Gemi güverte inşaatlarında, makine mühendisliğinde, elektrik elektronik mühendisliğinde, mekatronik mühendisliğinde, malzeme ve metalurji mühendisliğinde, uçak mühendisliğinde ve daha birçok alanda kullanılmaktadır. Mukavemet dersleri bu bölümlerde zorunlu ve ya seçmeli olarak gösterilmektedir. Genellikle ise zorunlu ders olarak gösterilir. Evet bu dersi birçok mühendis adayı alıyor peki Mukavemet dersleri ne işe yarar? Faydaları nelerdir? Gelin birazda bunlara değinelim. 

MUKAVEMET DERSİNİN FAYDALARI NELERDİR?

Mukavemet ve statik dersleri, beton, çelik ve mühendislik alanına göre bunları ve ya bunların benzeri olan malzemelerin maruz kaldığı yükler altında deforme olmadan, emniyetli ve güvenli olarak ne kadar dayanabileceğini hesaplamanızı sağlar. Mühendislik alanının en fazla önem teşkil eden derslerinden birisidir Mukavemet dersleri. Bakıldığında ve derslere başlanıldığında, başlangıç olarak dersin ismi de dahil olmak üzere içerdiği konular size yabancı gelebilir ancak alıştıktan sonra eğer ki bölümünüzü de seviyorsanız çok keyif alırsınız ve öğrenirsiniz bu derste. Mukavemet dersi size maddeyi tanıtır, bilgiler verir ve değişik etkiler altında nasıl davranacağını anlatır. Alanınızda birçok konuda işinize yarayacağı gibi, İleride göreceğiniz çok dersin de temeli niteliğindedir diyebiliriz.

MUKAVEMET DERSİNİN İÇERDİĞİ KONULAR

Malzemelerin ya da kullandığınız materyallerin, gerilme halleri, şekil değiştirme halleri, Hooke yasası, malzemelerin mekanik ve statik özellikleri, kırılma ve akma varsayımları, çubuk mukavemetinin kabulleri, kesit tesir diyagramları, normal kuvvet, kesme kuvveti, burulmalar ve eğilmeler gibi birçok konuyu kapsamaktadır Mukavemet dersleri.

MUKAVEMET DERSİNİN TEMEL AMAÇLARI
 

• Şekil değiştiren cisimlerin mekaniğinde ve statiklerinde, gerilme, şekil değiştirme ve malzemelerin mukavemetini kaybetmesi gibi temel kavramlarını öğretmek.
   
• Kullanılan malzemelerin ve materyallerin, mekanik özellikleri hakkında bilgi sahibi olmak.
   
• Eksenel kuvvet, burulma,kesme ve basit eğilme hallerinde; çubukların tasarımlarını yapma yeteneği kazandırmak.

MUKAVEMET DERSLERİNİ BAŞARILI BİR ŞEKİLDE TAMAMLAMANIZ DURUMUNDA;

Kullanılan maddelerin ve materyallerin;

1. Gerilme halleri
    
2. Şekil değiştirme halleri
    
3. Malzemelerin mekanik özellikleri
    
4. Kırılma ve akma varsayımları
    
5. Çubuk mukavemeti ve kesit tesir diyagramları
    
6. Normal kuvvet halleri
    
7. Kesme halleri
    
8. Burulma hallleri
    
9. Basit eğilme halleri.   

gibi birçok konuya hakim olacağınız anlamına gelir. Bu konulara hakim olmak sizleri iş hayatınızda daha başarılı bir konuma getirecektir.

MUKAVEMET DERSİNDE BAŞARILI OLMAK İÇİN NELERE DİKKAT EDİLMELİDİR?

Mukavemet derslerinde başarılı olabilmek için, derste işlenilen bilgilere ve konulara hakim olmanız gerekmektedir. Edindiğiniz bilgileri uygulama dökmenizde büyük ölçüde fayda göreceksiniz. Mühendislik alanını tamamlamadan önce mutlaka bu dersi tam manasıyla öğrenmeye çalışın. Eksik kaldığınız yerlerde ve ya konularda özel dersler veya kurslar alarak kendinizi geliştirin. Sizlere mukavemet derslerinde kullanabileceğiniz bazı kaynakları da paylaşmak istiyorum. 

Mukavemet dersi için kullanabileceğiniz bazı kaynaklar;

Mehmet Omurtag, 2007, Mukavemet Cilt 1, Birsen Yayınevi

Mehmet Bakioğlu, 2009, Cisimlerin Mukavemeti Cilt 1, Beta Basım Yayın Dağıtım

Mustafa İnan, 2001, Cisimlerin Mukavemeti, İTÜ Vakfı

Mukavemet nedir? Ne demektir? Sorularının cevabı ise kısaca malzemelerin dayanımı olarak cevaplandırılabilir. Mukavemet ders notlarına ve çözümlü sorulara bu kitaplardan ulaşabilirsiniz. Mukavemet ders içeriği mühendislerin en temel aracı olan, malzemelerin hangi şartlarda ne kadar dayanım gösterdiğini hesaplamanızı ve anlamanızı sağlar. Dolayısıyla bu dersleri kaçırmamanız ve en ince ayrıntısına kadar anlamaya çalışmanız, mühendis olup iş hayatına atıldığınız zamanlarda çok işinize yarayacaktır. Sizlere daha faydalı olabilmek adına bu yazıyı hazırladım. Umarım ülkemize ve geleceğimize faydalı birer mühendis olursunuz. Herkese başarılar dilerim.

Matematik Öğretmeni - Sefa Özdeniz