Cıvatalı bağlantılarda delik toleransı ve cıvata sıkma torku değişiminin bağlantı dayanımına etkilerinin sayısal olarak incelenmesi
Abstract
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.
References
- 1. McCarthy M.A., Lawlor V.P., Stanley W.F., McCarthy C.T., Bolt-hole clearance effects and strength criteria in single-bolt single-lap composite bolted joints, Composites Science and Technology, 62, 1415-1431, 2002.
- 2. Kelly G., Hallström S., Bearing strength of carbon fibre/epoxy laminates: effects of bolt-hole clearance, Composites Part B: Engineering, 35(4), 331-343, 2004.
- 3. McCarthy C.T., McCarthy M.A., Three-dimensional finite element analysis of single-bolt, single-lap composite bolted joints: Part II––effects of bolt-hole clearance, Composite Structures, 71(2), 159-175, 2005.
- 4. McCarthy M.A., McCarthy C.T., Padhi G.S., A simple method for determining the effects of bolt–hole clearance on load distribution in single-column multi-bolt composite joints, Composite Structures, 73(1), 78-87, 2006.
- 5. Gray P.J., McCarthy C.T., A global bolted joint model for finite element analysis of load distributions in multi-bolt composite joints, Composites Part B: Engineering, 41(4), 317-325, 2010.
- 6. Egan B., McCarthy C.T., McCarthy M.A., Frizzell R.M., Stress analysis of single-bolt, single-lap, countersunk composite joints with variable bolt-hole clearance, Composite Structures, 94(3), 1038-1051, 2012.
- 7. Zhai Y., Li D., Li X., Wang L., Yin Y., An experimental study on the effect of bolt-hole clearance and bolt torque on single-lap, countersunk composite joints, Composite Structures, 127, 411-419, 2015.
- 8. Woo S.P., Kim S.H., Yoon S.J., Cho W., Effect of Bolt-Hole Clearance on Bolted Connection Behavior for Pultreded Fiber-Reinforced Polymer Structural Plastik Members, International Journal of Polymer Science, 8745405, 1-12, 2017.
- 9. Chen C., Hu D., Liu Q., Han Xu, Evaluation on the interval values of tolerance fit for the composite bolted joint, Composite Structures, 206, 628-636, 2018.
- 10. Awadhani L.V., Bewoor A., Parametric study of composite bolted joint under compressive loading, Procedia Manufacturing, 22, 186-195, 2018.
- 11. Liu W., Lin W., Stress around the hole of single lapped and single bolted joint plates with fitting clearance, J Mech Sci Technol, 33, 1623-1632, 2019.
- 12. Keikhosravy M., Oskouei R.H., Soltani P., Atas A., Soutis C., Effect of geometric parameters on the stress distribution in Al 2024‐T3 single‐lap bolted joints, International Journal of Structural Integrity, 3(1), 79-93, 2011.
- 13. https://ansyshelp.ansys.com, Erişim tarihi Nisan 17, 2020.
- 14. İnal O, Kıvrımsız cam elyaf takviyeli kompozit plakalarda cıvata bağlantılarının deneysel ve nümerik olarak incelenmesi, Yüksel lisans tezi, Balıkesir Üniversitesi, Fen Bilimleri Enstitüsü, Balıkesir, 2017.
- 15. Şekercioğlu T., Makine Elemanları Hesap Şekillendirme, Birsen yayın evi, İstanbul, Türkiye, 135-136, 2018.
Abstract
References
- 1. McCarthy M.A., Lawlor V.P., Stanley W.F., McCarthy C.T., Bolt-hole clearance effects and strength criteria in single-bolt single-lap composite bolted joints, Composites Science and Technology, 62, 1415-1431, 2002.
- 2. Kelly G., Hallström S., Bearing strength of carbon fibre/epoxy laminates: effects of bolt-hole clearance, Composites Part B: Engineering, 35(4), 331-343, 2004.
- 3. McCarthy C.T., McCarthy M.A., Three-dimensional finite element analysis of single-bolt, single-lap composite bolted joints: Part II––effects of bolt-hole clearance, Composite Structures, 71(2), 159-175, 2005.
- 4. McCarthy M.A., McCarthy C.T., Padhi G.S., A simple method for determining the effects of bolt–hole clearance on load distribution in single-column multi-bolt composite joints, Composite Structures, 73(1), 78-87, 2006.
- 5. Gray P.J., McCarthy C.T., A global bolted joint model for finite element analysis of load distributions in multi-bolt composite joints, Composites Part B: Engineering, 41(4), 317-325, 2010.
- 6. Egan B., McCarthy C.T., McCarthy M.A., Frizzell R.M., Stress analysis of single-bolt, single-lap, countersunk composite joints with variable bolt-hole clearance, Composite Structures, 94(3), 1038-1051, 2012.
- 7. Zhai Y., Li D., Li X., Wang L., Yin Y., An experimental study on the effect of bolt-hole clearance and bolt torque on single-lap, countersunk composite joints, Composite Structures, 127, 411-419, 2015.
- 8. Woo S.P., Kim S.H., Yoon S.J., Cho W., Effect of Bolt-Hole Clearance on Bolted Connection Behavior for Pultreded Fiber-Reinforced Polymer Structural Plastik Members, International Journal of Polymer Science, 8745405, 1-12, 2017.
- 9. Chen C., Hu D., Liu Q., Han Xu, Evaluation on the interval values of tolerance fit for the composite bolted joint, Composite Structures, 206, 628-636, 2018.
- 10. Awadhani L.V., Bewoor A., Parametric study of composite bolted joint under compressive loading, Procedia Manufacturing, 22, 186-195, 2018.
- 11. Liu W., Lin W., Stress around the hole of single lapped and single bolted joint plates with fitting clearance, J Mech Sci Technol, 33, 1623-1632, 2019.
- 12. Keikhosravy M., Oskouei R.H., Soltani P., Atas A., Soutis C., Effect of geometric parameters on the stress distribution in Al 2024‐T3 single‐lap bolted joints, International Journal of Structural Integrity, 3(1), 79-93, 2011.
- 13. https://ansyshelp.ansys.com, Erişim tarihi Nisan 17, 2020.
- 14. İnal O, Kıvrımsız cam elyaf takviyeli kompozit plakalarda cıvata bağlantılarının deneysel ve nümerik olarak incelenmesi, Yüksel lisans tezi, Balıkesir Üniversitesi, Fen Bilimleri Enstitüsü, Balıkesir, 2017.
- 15. Şekercioğlu T., Makine Elemanları Hesap Şekillendirme, Birsen yayın evi, İstanbul, Türkiye, 135-136, 2018.
Details
| Primary Language | Turkish |
|---|---|
| Subjects | Architecture |
| Journal Section | Makaleler |
| Authors | |
| Publication Date | February 28, 2022 |
| Submission Date | July 1, 2020 |
| Acceptance Date | August 2, 2021 |
| Published in Issue | Year 2022 Volume: 37 Issue: 2 |