Uçak Yapılarında Perçinlenmiş Bindirme Mafsalları Etrafındaki Çatlak İlerlemesi ve Çoklu Çatlak Etkileşimlerinin Sonlu Elemanlar Yöntemi ile Tahmini
Bu çalışmada perçinlenmiş bindirme mafsalları etrafındaki yorulma çatlak ilerlemesi hızı, sonlu elemanlar yöntemi kullanılarak tahmin edilmiştir. Bir McDonnell Douglas C-15 uçağında kanat yüzeyinde bulunan 2024-T3 Alüminyum alaşımı bir bindirme mafsalının birbirine komşu iki perçini etrafında çatlakların başladığı bir geometri, ANSYS yazılımı kullanılarak modellenmiştir. 2500 uçuş saati ve 3843 inişte C-15 uçağının kanat yük dağılımından elde edilen 164.8 MPa tipik gerilme değerine maruz kalan bindirme mafsalının yorulma analizi yapılarak yorulma ömrü tahmini gerçekleştirilmiştir. Aynı düzlemdeki çoklu çatlak etkileşimlerinin, gerilme şiddet faktörü üzerindeki etkisi tartışılmıştır. Artan çatlak uzunluğu ile çevrim sayısı değerlerinin değişimi ve gerilme şiddet faktörü aralığı değerlerine ilişkin çatlak ilerleme hızları belirlenmiştir.
Using Finite Element Method to Predict Fatigue Crack Propagation and Multi-Crack Interactions Around Riveted Lap Joints in Aircraft Structures
In this study, the fatigue crack propagation rate around riveted lap joints was predicted using finite element method. A geometry which consists of cracks nucleating around two adjacent notches of a 2024-T3 Aluminium alloy riveted lap joint found on McDonnell Douglas C-15 aircraft wing surface was modelled using ANSYS software. Fatigue analysis of the lap joint subjected to a typical stress value of 164.8 MPa obtained from the wing load distribution of C-15 aircraft at 2500 flight hours and 3843 landings was carried out and its fatigue life prediction was achieved. The effect of coplanar multi crack interactions on stress intensity factor was discussed. The variation of number of cycles values with respect to increasing crack length as well as crack propagation rates related to stress intensity factor range values were determined.
___
- 1. Petit, J., Davidson, D. L., Suresh, S. ve Rabbe, P., 1998, Fatigue Crack Growth Under Variable Amplitude Loading, Elsevier Science Publishers Ltd., England.
- 2. Güleç, Ş., Aran, A., 1988, Malzeme Bilgisi, MBEAE Matbaası, Gebze, Türkiye.
- 3. Anderson, T. L., 1995, Fracture Mechanics, 2nd Edition, CRC Press, New York, USA.
- 4. Dougherty, J. D., Padovan, J. ve Srivatsan, T. S., 1996, Fatigue crack propagation and closure behavior of modified 1070 steel: Finite element study, Engineering Fracture Mechanics, 56 (2), 189- 212.
- 5. Shields, E. B., 2001, Fracture prediction of hole patterns with multiple cracks using the finite element method, International Journal of Fatigue, 23, 13-20.
- 6. Yıldırım, B., Erdoğan, F., 2004, Edge crack problems in homogeneous and functionally graded material thermal barrier coatings under uniform thermal loading, Journal of Thermal Stresses, 27, 311-329.
- 7. Dağ, S., Yıldırım, B. ve Erdoğan, F., 2004, Interface crack problems in graded orthotropic media: Analytical and computational approaches, International Journal of Fatigue, 130, 471-496.
- 8. Fawaz, S. A., 1998, Applications of the virtual crack closure technique to calculate stress intensity factors for through cracks with an elliptical crack front, Engineering Fracture Mechanics, 59(3), 327-342.
- 9. Özdemir, T. E., Çetinel, H. ve Uyulgan, B., Kaynaklanmıs farklı çeliklerin yorulma ve kırılma analizlerinin sonlu elemanlar yöntemi ile gerçekleştirilmesi, Makine Teknolojileri Elektronik Dergisi 2010, 7 (4) 1-11.
- 10. Taşgetiren, S., Aslantaş, K. ve Çakmakkaya, M., Difüzyon kaynağı ile birleştirilmiş bakır ve çelik levhalarda birleşme hatasının kırılma mekaniği ile analizi, Makine Teknolojileri Elektronik Dergisi 2004, 1 (1), 9-16.
- 11. Acar, B., 1997, Finite Element Analysis of Fracture Mechanics Problems, Yüksek Lisans Tezi, Orta Doğu Teknik Üniversitesi, Fen Bilimleri Enstitüsü, Ankara, Türkiye.
- 12. Karcı, A., Turan, D., Periyodik aşırı yüklerin 2024-Al alaşımında yorulma çatlak ilerleme hızına etkisi üzerine bir alan araştırması, Makine Teknolojileri Elektronik Dergisi 2009, 6 (6) 57-62.
- 13. Abelkis, P. R., 1980, Effect of transport aircraft wing loads spectrum variation on crack growth, Effect of load spectrum variables on fatigue crack initiation and propagation (Ed: Bryan, D.F., Potter, J.M.), American Society For Testing And Materials STP 714, USA, 143-169.
- 14. Muğan, A., Murat, Ö., 2003, Design and engineering directorate program TSEBFACT 1.0 secondary bending factor-t computation program, TAI GENTHMT004, Ankara, Türkiye.
- 15. Bekçi, U., Varol, R. ve Taylan, F., Farklı malzemelerden imal edilmiş modüler dişli çarkların ANSYS ile gerilme analizi, Makine Teknolojileri Elektronik Dergisi 2006, 3 (2), 19-26.
- 16. Aslantaş, K., Çolakoğlu, M., Çelik bir plakanın şok yüklemeler altındaki davranışının nümerik olarak modellenmesi, Makine Teknolojileri Elektronik Dergisi 2004, 1 (3), 22-30.
- 17. Vardar, Ö., 1988, Fracture Mechanics, Boğaziçi Üniversitesi Yayımevi, İstanbul, Türkiye.
- 18. Taşgetiren, S., Aslantaş, K. ve Ucun, İ., Düz dişlilerde sıkı geçme basıncının diş dibi yorulma hasarları üzerindeki etkisi, Makine Teknolojileri Elektronik Dergisi 2004, 1 (2), 21-29.
- ISSN: 1304-4141
- Yayın Aralığı: Yılda 5 Sayı
- Başlangıç: 2004
- Yayıncı: -
Sayıdaki Diğer Makaleler
Pınar DEMİRCİOĞLU, Aslı GÜNAY, İSMAİL BÖĞREKCİ, Numan M. DURAKBAŞA
Bir Mikro Kojenerasyon Sisteminde Enerji Verimliğinin Deneysel İncelenmesi
Mehmet Ali YÖNTEM, ARİF EMRE ÖZGÜR
Zor İşlenen Parçaların Ön Isıtmalı İşlenmesi
Emre HAMAMCI, BENEK HAMAMCI, M. Cengiz KAYACAN
TOPSIS Metodu Kullanılarak Kesici Takım Malzemesi Seçimi
Halil ÇALIŞKAN, BİLAL KURŞUNCU, Cahit KURBANOĞLU, Şevki Yılmaz GÜVEN