The numerical investigation of the effects of hole tolerance and bolt torque variation on the joint strength in the bolted joints
Yükleniyor...
Tarih
2022
Yazarlar
Dergi Başlığı
Dergi ISSN
Cilt Başlığı
Yayıncı
Gazi Universitesi
Erişim Hakkı
info:eu-repo/semantics/openAccess
Özet
It is extremely important to understand the behavior of the bolted joints under load, according to different parameters, for the efficient and safe use of systems. In this study, the effect of hole tolerance and bolt tightening torque on the tensile strength of single lap, bolted joints were investigated by theoretical stress and finite element analysis. Finite element analysis was carried out as linear-elastic stress and failure analysis. The aim of the study is to investigate the effects of hole tolerance and tightening torque changes on the load bearing capacity of the bolted joint, especially in terms of plate tensile strength. As a result of the study, increasing the hole tolerance has decreased the plate tensile strength. However, the increase of bolt torque developed the tensile strength of the plate. When the effects of the hole tolerance and the change of bolt torque on the tensile strength are evaluated together, it is understood that bolt torque is a more effective parameter. Although the differences between the hole tolerance values selected in the study were very high, the effects of these tolerance differences on the tensile strength were generally below 10%. The effect of bolt torque on plate tensile strength has been up to 37%. Considering that the costs of manufacturing with very low tolerance ranges are quite high, it is concluded that keeping the tolerances at normal levels and increasing bolt torque is a more accurate design according to the results obtained.
Çözülebilir bağlantı şekillerinden olan cıvatalı bağlantıların, sitemlerde verimli ve emniyetli bir şekilde kullanılması için farklı parametrelere göre yük altındaki davranışlarının anlaşılması son derece önemlidir. Bu çalışmada, cıvata ile birleştirilmiş tek tesirli bindirme bağlantılarında delik toleransının ve cıvata sıkma torkunun bağlantı dayanımına etkisi sonlu elemanlar analizleriyle araştırılmıştır. Bunun yanısıra elastisite teorisi denge denklemleri kullanılarak gerilme kuvvet ilişkileri gösterilmiştir. Sonlu elemanlar analizleri ANSYS programı kullanılark lineer-elastik gerilme ve hasar analizi şeklinde gerçekleştirilmiştir. Çalışmanın amacı, delik toleransı ve sıkma torku değişiminin bağlantının yük taşıma kapasitesinde oluşturduğu etkileri özellikle plaka çekme dayanımı açısından araştırmaktır. Yapılan çalışma sonucunda, delik toleransının artması plaka çekme dayanımını düşürmüştür. Cıvata torkunun artması ise plaka çekme dayanımını arttırmıştır. Delik toleransı ve cıvata torku değişiminin bağlantı çekme dayanımına etkileri birlikte değerlendirildiğinde, cıvata torkunun daha etkin bir parametre olduğu anlaşılmıştır. Yapılan çalışmada seçilen delik tolerans değerleri arasındaki farklar çok fazla olmasına karşın, bu tolerans farklarının dayanıma etkileri genellikle %10 değerinin altında olmuştur. Cıvata torkunun plaka çekme dayanımına etkisi ise %37 değerine kadar çıkmıştır. Çok düşük tolerans aralıklarıyla yapılan imalatların maliyetlerinin oldukça yüksek olduğu düşünüldüğünde, elde edilen sonuçlara göre toleransları normal seviyelerde tutup, buna karşın cıvata torkunun arttırılmasının daha doğru bir tasarım olduğu sonucuna varılmıştır.
Çözülebilir bağlantı şekillerinden olan cıvatalı bağlantıların, sitemlerde verimli ve emniyetli bir şekilde kullanılması için farklı parametrelere göre yük altındaki davranışlarının anlaşılması son derece önemlidir. Bu çalışmada, cıvata ile birleştirilmiş tek tesirli bindirme bağlantılarında delik toleransının ve cıvata sıkma torkunun bağlantı dayanımına etkisi sonlu elemanlar analizleriyle araştırılmıştır. Bunun yanısıra elastisite teorisi denge denklemleri kullanılarak gerilme kuvvet ilişkileri gösterilmiştir. Sonlu elemanlar analizleri ANSYS programı kullanılark lineer-elastik gerilme ve hasar analizi şeklinde gerçekleştirilmiştir. Çalışmanın amacı, delik toleransı ve sıkma torku değişiminin bağlantının yük taşıma kapasitesinde oluşturduğu etkileri özellikle plaka çekme dayanımı açısından araştırmaktır. Yapılan çalışma sonucunda, delik toleransının artması plaka çekme dayanımını düşürmüştür. Cıvata torkunun artması ise plaka çekme dayanımını arttırmıştır. Delik toleransı ve cıvata torku değişiminin bağlantı çekme dayanımına etkileri birlikte değerlendirildiğinde, cıvata torkunun daha etkin bir parametre olduğu anlaşılmıştır. Yapılan çalışmada seçilen delik tolerans değerleri arasındaki farklar çok fazla olmasına karşın, bu tolerans farklarının dayanıma etkileri genellikle %10 değerinin altında olmuştur. Cıvata torkunun plaka çekme dayanımına etkisi ise %37 değerine kadar çıkmıştır. Çok düşük tolerans aralıklarıyla yapılan imalatların maliyetlerinin oldukça yüksek olduğu düşünüldüğünde, elde edilen sonuçlara göre toleransları normal seviyelerde tutup, buna karşın cıvata torkunun arttırılmasının daha doğru bir tasarım olduğu sonucuna varılmıştır.
Açıklama
Anahtar Kelimeler
Bolt Torque, Bolted Joints, Failure Analysis, Hole Clearance, Cıvatalı Bağlantılar, Delik Toleransı, Cıvata Torku, Hasar Analizi
Kaynak
Journal of the Faculty of Engineering and Architecture of Gazi University
WoS Q Değeri
Q4
Scopus Q Değeri
Q2
Cilt
37
Sayı
2
