Yay Sabiti Hesaplama Aracı Nedir?
Helisel bir basınç yayının yay sabiti (ya da yay katsayısı), yayı birim uzunluk kadar sıkıştırmak için gereken kuvveti ifade eder. Yay sabiti ne kadar yüksekse yay o kadar serttir. Bu hesaplama aracı, yuvarlak telli helisel basınç yayları için malzeme mukavemetinin klasik formülünü kullanır.
Nasıl Kullanılır?
Tel malzemesinin kayma modülü G değerini (GPa cinsinden — yay çeliği için yaklaşık 79,3 GPa), tel çapı d'yi, ortalama sarım çapı D'yi (sarım boyunca telin merkezinden merkezine ölçülür) ve aktif sarım sayısı Na'yı girin. Araç, yay sabitini hem N/mm hem de N/m cinsinden verir.
Formülün Açıklaması
Yay sabiti $$k = \frac{\left(1000 \cdot \text{G (GPa)}\right)\,\text{d (mm)}^{4}}{8\,\text{D (mm)}^{3}\,\text{Na}}$$ şeklinde hesaplanır. Tel çapına olan güçlü bağımlılığa (dördüncü kuvvet) ve sarım çapıyla ters küp ilişkisine dikkat edin; her iki değerdeki küçük değişiklikler bile sertliği büyük ölçüde değiştirir. G değeri, d ve D milimetre cinsinden girildiğinde k'nin N/mm olarak çıkması için GPa'dan N/mm²'ye dönüştürülür (\(1\,\text{GPa} = 1000\,\text{N/mm}^2\)).
Örnek Hesaplama
Yay çeliği için G = 79,3 GPa (79.300 N/mm²), d = 2 mm, D = 20 mm, Na = 10 sarım olsun: $$\text{pay} = 79\,300 \times 2^4 = 79\,300 \times 16 = 1\,268\,800;$$ $$\text{payda} = 8 \times 20^3 \times 10 = 8 \times 8000 \times 10 = 640\,000.$$ Buradan $$k = \frac{1\,268\,800}{640\,000} = 1{,}9825\,\text{N/mm}$$ veya 1982,5 N/m elde edilir.
Sıkça Sorulan Sorular
Yaygın yay çeliğinin kayma modülü nedir? Müzik teli/yay çeliği genellikle 79,3 GPa civarındadır; paslanmaz çelik ise yaklaşık 69 GPa'dır.
Aktif sarım neye denir? Aktif sarımlar, serbestçe esneyebilen sarımlardır; taşlanmış veya kapatılmış uç sarımlar aktif sayılmaz ve Na'ya dahil edilmez.
Ortalama sarım çapı, dış çapla aynı mıdır? Hayır. Ortalama çap \(D = \text{dış çap} - \text{tel çapı } d\) şeklinde bulunur.
