Yapıştırıcı ile birleştirilmiş mil-göbek bağlantılarında lineer-elastik gerilme analizi ve göbek kenar geometrisinin dayanıma etkisinin araştırılması

Yapıştırma bağlantılarının kullanım alanı, klasik birleştirme yöntemlerine göre sağladığı avantajlardan dolayı giderek artmaktadır. Ancak, özellikle yapışma bölgesi kenar kısımlarında oluşan gerilme yığılmaları çatlak başlangıcı ve ilerlemesine neden olarak bağlantıların hasar görmesini sağlamaktadır. Araştırmacılar tarafından tek tesirli yapıştırma bağlantılarında yapılan çalışmalar incelendiğinde, bindirme bölgesi kenar geometrilerinde yapılan değişikliklerin bağlantı performansını etkilediği görülmektedir. Silindirik yapıştırma bağlantılarıyla ilgili yapılan çalışmalarda ise genellikle bağlantıların çekme yükü altındaki performansları araştırılmıştır. Bu çalışmada ilk olarak bir silindirik yapıştırma bağlantısı olarak tasarlanan mil-göbek bağlantı modelinin burulma momenti altındaki lineer elastik gerilme analizi ANSYS programı kullanılarak yapılmıştır. Daha sonra, oluşturulan yeni mil-göbek bağlantı modellerinde göbek kenarlarında yapılan tasarım değişikliklerinin bağlantı performansına etkileri yapılan gerilme ve hasar analizleriyle araştırılmıştır. Oluşturulan silindirik yapıştırma bağlantısı modellerine burulma momenti uygulanmasının sebebi makinelerde mil-göbek bağlantılarının döndürme momenti aktarımında kullanılmasıdır. Yapılan hasar analizleri sonucunda göbek kenar çapında yapılan malzeme azaltılmasının kritik bölge olan mil yapıştırıcı tabakası ara yüzeyleri kenar kısmındaki gerilme yığılmalarını azaltarak yapıştırma bölgesindeki hasar mukavemetini arttırdığı tespit edilmiştir. En fazla mukavemet artışı Model-4’te %30 olarak gerçekleşmiştir. Buna karşın oluşturulan yeni modellerde göbek hasar mukavemeti azalırken mil hasar mukavemeti değişmemiştir. Bu çalışma şartlarında ideal tasarım modelinin Model-3 tasarımı olduğu tespit edilmiştir.

Anahtar Kelimeler:

Mil göbek bağlantısı, , hasar analizi, , yapıştırma bağlantısı

PDF

___

[1] Şekercioğlu T., Makine Elemanları Hesap Şekillendirme, Birsen yayın evi, İstanbul, Türkiye, 96-97, 2018. [2] Nguyen V., Kedward T., Non-linear modeling of tubular adhesive scarf joints loaded in tension, The Journal of Adhesion, 76(3), 265-295, 2001. [3] Şekercioğlu T., Rende H., Gülsöz A., Meran C., The effects of surface roughness on the strength of adhesively bonded cylindrical components, Journal of Materials Processing Technology, 142, 82–86, 2003. [4] Pungo N., Carpinteri A., Tubular adhesive joints under axial load, Journal of Applied Mechanics, 76(6), 832-839, 2003. [5] Temiz Ş., Özel A., Aydın M.D., The eﬀect of adherend thickness on the failure of adhesively bonded single lap joints, J Adhes Sci Technol, 19(8), 705-718, 2005. [6] Nemes O., Lachaud F., Mojtabi A., Contribution to the study of cylindrical adhesive joining, International Journal of Adhesion & Adhesives, 26, 474-480, 2006. [7] Solmaz M.Y., Yapıştırıcı ile birleştirilmiş bağlantıların mekanik analiz ve tasarımları, Doktora Tezi, Fırat Üniversitesi, Fen Bilimleri Enstitüsü, Elazığ, 2008. [8] Esmaeel R.A., Taheri F., Stress analysis of tubular adhesive joints with delaminated adherend, Journal of Adhesion Science and Technology, 23, 1827-1844, 2009. [9] Cognard J.Y., Devaux H., Sohier L., Numerical analysis and optimisation of cylindrical adhesive joints under tensile loads, International Journal of Adhesion & Adhesives, 30, 706-719, 2010. [10] Lyon P.E., Axisymmetric finite element modeling for the design and analysis of cylindrical adhesive joints based on dimensional stability, Master of Science, Utah State University, Logan, Utah, 2010. [11] Solmaz M.Y., Turgut A., An experimental and numerical study on the eﬀects of taper angles and overlap length on the failure and stress distribution of adhesively bonded single lap joints, Math Comput Appl, 16, 159-170, 2011. [12] Akpınar S., The strength of the adhesively bonded step-lap joints for different step numbers, Composites Part B, 67, 170-178, 2014. [13] Pinto A.M.G., Ribeiro, N.F.Q.R., Campilho, R.S.D.G., Mendes, I.R. (2014), Effect of Adherend Recessing on the Tensile Strength of Single Lap Joints, The Journal of Adhesion, 90, 649-666, 2014. [14] Taş B., Yapıştırıcı ile birleştirilmiş konik geçmeli bağlantıların burulma momenti altındaki performansları, Yüksek Lisans Tezi, Fırat Üniversitesi, Fen Bilimleri Enstitüsü, Elazığ, 2016. [15] Kumar S., Khan M.A., An elastic solution for adhesive stresses in multi-material cylindrical joints, International Journal of Adhesion & Adhesives, 64, 142-152, 2016. [16] Çalık A., Effect of adherend shape on stress concentration reduction of adhesively bonded single lap joint, Engineering Review, 36, 29-34, 2016. [17] Malag L., Kukielka L., Hybrid method to determinate the states of deformation and stress in material during the tensile test, Proc. Appl. Math. Mech., 7, 2090025–2090026, 2007. [18] Aydın M.D., Akpınar S., Özel A., Erdoğan S., Kayma yüküne maruz yapıştırma bağlantılarından yapısal yapıştırıcıların mekanik özelliklerinin belirlenmesi, Mühendis ve Makine, 56(668), 48-55, 2015. [19] https://ansyshelp.ansys.com (01.04.2020).