Cıvatalı bağlantılarda delik toleransı ve cıvata sıkma torku değişiminin bağlantı dayanımına etkilerinin sayısal olarak incelenmesi
Yükleniyor...
Tarih
2022
Yazarlar
Dergi Başlığı
Dergi ISSN
Cilt Başlığı
Yayıncı
Gazi Üniversitesi
Erişim Hakkı
info:eu-repo/semantics/openAccess
Özet
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 teorik gerilme ve sonlu elemanlar analizleriyle araştırılmıştır. Teorik çalışma, elastisite teorisi denge denklemleri kullanılarak yapılmıştır. Sonlu elemanlar analizleri ise 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 dayanımı açısından araştırmaktır. Yapılan çalışma sonucunda, delik toleransının artması plaka dayanımını düşürmüştür. Cıvata torkunun artması ise plaka dayanımını arttırmıştır. Delik toleransı ve cıvata torku değişiminin bağlantı 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 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.
urpose: 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 strength. Theory and Methods: In this study, the effect of hole tolerance and bolt tightening torque on the 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. Results: Plate failure load at 10 µm hole tolerance was calculated as 11.5 kN, while 10.7 kN at 160 µm hole tolerance, and 10.3 kN at 240 µm hole tolerance. In models where 5 Nm bolt torque is applied; plate failure load at 10 µm hole tolerance was calculated as 9.4 kN, while 9 kN at 160 µm hole tolerance and 8.8 kN at 240 µm hole tolerance. In models with 2.5 Nm bolt torque; plate failure load at 10 µm hole tolerance is calculated as 8.4 kN, while 8.1 kN at 160 µm hole tolerance and 7.9 kN at 240 µm hole tolerance. As a result of the study, increasing the hole tolerance has decreased the plate strength. However, the increase of bolt torque developed the strength of the plate. When the effects of the hole tolerance and the change of bolt torque on the strength are evaluated together, it is understood that bolt torque is a more effective parameter. Conclusion: Although the differences between the hole tolerance values selected in the study were very high, the effects of these tolerance differences on the strength were generally below 10%. 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.
urpose: 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 strength. Theory and Methods: In this study, the effect of hole tolerance and bolt tightening torque on the 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. Results: Plate failure load at 10 µm hole tolerance was calculated as 11.5 kN, while 10.7 kN at 160 µm hole tolerance, and 10.3 kN at 240 µm hole tolerance. In models where 5 Nm bolt torque is applied; plate failure load at 10 µm hole tolerance was calculated as 9.4 kN, while 9 kN at 160 µm hole tolerance and 8.8 kN at 240 µm hole tolerance. In models with 2.5 Nm bolt torque; plate failure load at 10 µm hole tolerance is calculated as 8.4 kN, while 8.1 kN at 160 µm hole tolerance and 7.9 kN at 240 µm hole tolerance. As a result of the study, increasing the hole tolerance has decreased the plate strength. However, the increase of bolt torque developed the strength of the plate. When the effects of the hole tolerance and the change of bolt torque on the strength are evaluated together, it is understood that bolt torque is a more effective parameter. Conclusion: Although the differences between the hole tolerance values selected in the study were very high, the effects of these tolerance differences on the strength were generally below 10%. 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.
Açıklama
Anahtar Kelimeler
Cıvatalı Bağlantılar, Delik Toleransı, Cıvata Torku, Hasar Analizi, Bolted Joints, Bolt hole Clearance, Bolt Tightening Torque, Failure Analysis
Kaynak
Gazi Üniversitesi Mühendislik Mimarlık Fakültesi Dergisi
WoS Q Değeri
Scopus Q Değeri
Cilt
37
Sayı
2
