Burulma Yayı Hesaplama Aracı Nedir?
Burulma yayı, kendi ekseni etrafında burulduğunda enerji depolar ve sapma açısıyla orantılı bir tork uygular. Bu hesaplama aracı, yayın tork yay sabitini — yani yayın her tam dönüşte (tur) ürettiği torku — bulur. Yuvarlak tel kesitli helisel burulma yayları için çalışır ve birimleri tutarlı tuttuğunuz sürece birimden bağımsızdır (E değerini MPa, boyutları mm cinsinden girerseniz sonuç tur başına N·mm olur).
Nasıl Kullanılır?
Telin elastisite modülü E değerini (yay çeliği / piyano teli için yaklaşık 207.000 MPa), tel çapı d'yi, ortalama sarım çapı D'yi (dış çap eksi tel çapı) ve aktif sarım sayısı Na'yı girin. Hesaplama aracı, tur başına yay sabitini ve buna karşılık gelen derece başına torku verir.
Formülün Açıklaması
Tork yay sabiti şu şekilde hesaplanır:
$$k = \dfrac{\text{E} \cdot \text{d}^{4}}{10.8 \cdot \text{D} \cdot \text{Na}}$$
Tel çapı dördüncü kuvvet olarak etki ettiğinden, \(d\)'deki küçük değişiklikler yay sertliğini çarpıcı biçimde değiştirir. 10,8 sabiti (teorik değer olan 10,2 yerine), sarımlar arasındaki sürtünmeyi ve sarılmış telin eğriliğini hesaba katan deneysel bir düzeltme içerir; böylece gerçek dünyaya daha yakın değerler elde edilir.
Örnek Hesaplama
Çelik tel için E = 207.000 MPa, d = 2 mm, D = 20 mm, Na = 5 sarım olduğunda:
$$k = \frac{207000 \times 2^{4}}{10.8 \times 20 \times 5} = \frac{207000 \times 16}{1080} = \frac{3312000}{1080} \approx 3066.67 \ \text{N}\cdot\text{mm}$$ tur başına. Bunu 360'a böldüğümüzde ≈ 8,52 N·mm derece başına değerini buluruz.
Sıkça Sorulan Sorular
Sonuç hangi birimi kullanır? E değeri MPa (N/mm²) cinsinden ve tüm boyutlar mm cinsinden girilirse, yay sabiti tur (devir) başına N·mm olarak verilir.
E için hangi değeri kullanmalıyım? Çekme/elastisite modülünü kullanın: çelik ve piyano teli için ~207.000 MPa, fosfor bronzu için ~131.000 MPa; paslanmaz çelikte değer alaşıma göre değişir, ~110.000 MPa civarındadır.
Neden 10,2 yerine 10,8? 10,8 katsayısı, burulma yaylarında sarımlar arası sürtünmeyi telafi eden yaygın bir deneysel sabittir; tamamen teorik değer ise 10,2'ye daha yakındır.
