Çerçeve konstrüksiyonlu mobilya birleştirmelerinde farklı tekniklerin mukavemet özelliklerinin karşılaştırılması
Comparison of the strength properties of different joint techniques of frame construction furniture
Yazar: KUBULAY ÇAĞATAY
Danışman: PROF. DR. HASAN EFE
Gazi Üniversitesi / Fen Bilimleri Enstitüsü / Mobilya ve Dekorasyon Eğitimi Ana Bilim Dalı
Derece: Doktora, 2011
Konu: Ağaç İşleri = Wood Products ; Mühendislik Bilimleri = Engineering Sciences ; İç Mimari ve Dekorasyon = Interior Design and Decoration

Özet:
Bu çalışmada, farklı birleştirme teknikleri ve ağaç türleri üzerinde çerçeve tipi birleştirmelerinin boyuna çekme, diyagonal basınç, diyagonal çekme, T-tipi çekme ve T-tipi eğilme numunelerinin mukavemet özelikleri araştırılmıştır. Ağaç malzeme olarak, Doğu kayını (Fagus orientalis Lipsky), sarıçam (Pinus sylvestris Lipsky), meşe (Quercus borealis Lipsky), kestane (Castanea sativa) ve ceviz (Junglans regia) odunları kullanılmıştır.Denemelerde, öncelikle kullanılan ağaç malzemelerin gerekli bazı fiziksel ve mekanik özellikleri belirlenmiştir. Malzemelerin rutubet ve yoğunluk gibi fiziksel özellikleri, liflere paralel çekme, liflere paralel basınç, liflere paralel kesme, liflere dik eğilme ve elastikiyet modülü gibi mekanik özellikleri ilgili standartlara uygun olarak belirlenmiştir. Ayrıca, malzemelerin liflere paralel ve dik yöndeki kavela tutma direnci ve vida tutma mukavemetleri de belirlenmiştir.Deney örnekleri I-tipi, L-tipi ve T-tipi olmak üzere üç faklı formda hazırlanmıştır. Birleştirme çeşidi olarak; zıvanalı, kavelalı, vidalı, maksifiksli ve minifiksli birleştirmeler seçilmiştir. Tutkallı birleştirmelerde (zıvanalı, kavelalı) yapıştırıcı olarak polivinilasetat (PVAc) ve poliüretan (Pu) tutkalı kullanılmıştır.Deneyler sonucunda, tüm birleştirme elemanları ve tekniklerinde genellikle Doğu kayını ve ceviz diğer ağaç türlerine üstünlük sağlamışlardır. En düşük değerler ise kestane ve sarıçamda elde edilmiştir. Birleştirme tekniklerinden en iyi sonucu zıvanalı birleştirme verirken, en düşük sonuçlar maxifiks ve minifiksli birleştirmelerde elde edilmiştir. Tutkallı birleştirmelerde de polivinilasetat tutkalı, poliüretan tutkala göre, zıvanalı birleştirme kavelalı birleştirmeye göre çok daha iyi sonuçlar vermiştir. Gerinim ölçerler kullanılarak yapılan kavelalı birleştirmeli deney örneklerinde teorik olarak hesaplanan sonuçlara yaklaşılmış, zıvanalı birleştirme uygulanmış deney örneklerinde ise yaklaşılamamış olup hata katsayıları belirlenmiştir.Araştırma sonucunda yapılan deneylerin mobilya mühendisliğinin önemli kademelerini oluşturduğu düşünülerek, deneyler sonucunda elde edilen verilerin kullanım esnasında doğabilecek mukavemet zaaflarının önceden görülmesine yardımcı olacağı ve böylece kullanımı esnasında uğrayacağı hasarlar hakkında fikir verebileceği anlaşılmıştır. Araştırmadan elde edilen sayısal veriler ile ileriki çalışmalarda, ağaç malzemelerin çeşitli birleştirme teknikleriyle ve değişik mukavemet elemanlarında denenmesi, daha sonra da üretilen 1/1 ölçekli prototipler üzerinde performans deneylerinin yapılması önerilebilir. Bu tür bilimsel ve sistemli yaklaşımlar sayesinde uygun malzemelerin uygun alanlarda kullanımı teknik açıdan standartların yükselmesine, ekonomik bakımdan malzeme ve işçilik tasarrufu ile rekabetçi yapıda ilgili işletmelere üstünlük sağlayacağı ifade edilebilir.

Abstract:
In this study, on different joining techniques and wood spacies, longitudinal tension, diagonal compression, diagonal tension, the T-type bending and tensile strength properties of specimens of the frame-type joints were investigated. As wood material, beech (Fagus orientalis Lipsky), Scots pine (Pinus sylvestris Lipsky), oak (Quercus borealis Lipsky), chestnut (Castanea sativa) and walnut (Junglans regia) wood were used.At the experiments, first of all, some required physical and mechanical properties of wood materials used were determined. The physical properties of materials such as moisture content and density, and mechanical properties such as longitudinal tension, longitudinal compression, shear parallel to grain, tangential bending to grain and modulus of elasticity were determined in accordance with the relevant standards. In addition, the dowel holding strength and screw holding properties of the wood materials through parallel and perpendicular directions to the grain were also determined.Test specimens were prepared in three different forms as the I-type, L-type and T-type. As a joining type, mortise and tenon, dowel, screw, and minifix, maksifix joining were utilized. At glued joints (grooved, dowel), as adhesive, polyvinylacetate (PVAc) and polyurethane (PU) glue was used.As a result of the tests, at all joining elements and techniques, beech and walnut usuallly scored over other wood species. The lowest values were obtained from the chestnut and scots pine. The best results of joining techniques were obtained from motrise and tenon joints, while the lowest results were obtained from maxifix and minifix joints. At glued joints, polyvinylacetate glue rather than polyurethane glue and grooved joints rather than dowel yielded better results. At the dowel joint test specimens which were made by using Strain gauges, close results to the results calculated theorically are obtained, on the other hand, at the test specimens motrise and tenon joint applied, the results are not close, thus coefficients of error were identified.As a result of the study, as it is thought that tests done are the important stages of the furniture engineering, it is understood that the data obtained through the results of the experiments will help to see in advance the resistance weaknesses during usage and can give an idea about the damages it may have during usage. With the numerical data obtained through the research, testing the wood materials with different joint techniques and at various strenght elements and after that, doing performance tests on the 1 / 1 scale prototypes produced can be suggested for the further studies. Through this kind of scientific and systematic approaches, it can be claimed that the usage of the appropriate materials at appropriate areas will help the rise of the standarts thechnically and with the saving of comodity and labor economically will provide superiority to the concerning enterprices.