Civata - somun bağlantılarında sonlu elemanlar yöntemiyle gerilme analizi
Strain analysis of blot - nut connections with finite element method
Yazar: ADEM ARGUN
Danışman: PROF. DR. ÖZGEN ÜMİT ÇOLAK
Yıldız Teknik Üniversitesi / Fen Bilimleri Enstitüsü / Makine Mühendisliği Ana Bilim Dalı / Konstrüksiyon ve İmalat Bilim Dalı
Derece: Yüksek Lisans, 2011
Konu: Makine Mühendisliği = Mechanical Engineering ; Mühendislik Bilimleri = Engineering Sciences
Dizin: Civatalı bağlantı = Bolted joint ; Makine mühendisliği = Mechanical engineering ; Sonlu elemanlar analizi = Finite element analysis

Özet:
Ön yüklemeli cıvata bağlantıları dinamik yüklerin etkisinin azaltılması ve sızdırmazlığın sağlanması için bir çok sistemde zorunlu olarak kullanılmaktadır. Bu tür bağlantılarda cıvata ve parçaların katılığının belirlenmesi, parça ve civatada meydana gelen deformasyonların tespiti için önem arz etmektedir. Civataların katılığı tam olarak tespit edilmekle birlikte parçaların katılığının belirlenmesinde ampirik formüller kullanılmaktadır. Özellikle kesit alanının hesaplanmasında deformasyonun meydana geldiği koni dikkate alınarak hesaplamalar yapılmaktadır. Bu amaçla en çok kullanılan ampirik formüllerden biri Rotscher denklemidir.Bu tez çalışmasında cıvata-somun bağlantılarında, bağlanan parçaların katılığının hesaplanmasında kullanılan ampirik Rötscher formülünün geçerliliği sonlu elemanlar yöntemi (SEY) kullanılarak araştırılmıştır. Bu amaçla ön yüklemeli bir bağlantıda Rotscher formülünde yer alan parametreler ayrı ayrı test edilerek formülün doğrulaması yapılmıştır.Diğer yandan ön yüklemeli bağlantılarda kullanılan gerilme üçgeni SEY kullanılarak araştırılmıştır. Gerilme üçgeninde işletme kuvveti etki ettikten sonra parçalarda ve cıvatada meydana gelen gerilme ve gerinimler (kuvvet ve şekil değiştirmeler) tespit edilerek işletme kuvvetinin parça ve cıvatalar tarafından ne ölçüde paylaşıldığı araştırılmıştır.Ampirik Rötscher formülü ve sonlu elemanlar yöntemi ile elde edilen sonuçların birbiri ile uyumlu olduğu görülmüştür. Ön yüklemeli bağlantılarda işletme yükünün parça ve cıvata arasında dağılımına ilişkin kabul ile sonlu elemanlar yöntemi ile elde edilen dağılım arasında farklılıklar tespit edilmiştir. Bu farklılıkta deformasyonların gerçekte homojen olmamasından kaynaklanmaktadır.

Abstract:
In many systems, preloaded bolt ? nut connections are applied in order to reduce dynamic forces and provide imperviousness. In this kind of connections, determining bolt and parts stiffness is very important to define deformations at bolt and parts. The stiffness of bolt can be determined precisely but for parts stiffness empiric formulas are using to calculate. Especially the deformation cone is considered to calculate the cross section. For this reason one of the most used empiric formula is Rötscher formulation.In this thesis, the empiric Rötscher formulation which is used to calculate stiffness of connecting parts in bolt ? nut connection is investigated using Finite Element Method. For that purpose, the parameters in Rötscher equation have been tested and verified individually.On the other hand, force-displacement triangles used in preloaded bolt ? nut connections are investigated using FEM. Following the application of operational force, stresses and strain (forces and displacements) on the parts and bolt have been determined. Distribution of forces on bolt and connected parts has been investigated.As a result of the research, results of empiric Rötscher formulation and finite element analysis are compatible between. There is difference between finite element analysis results and operational force applied preloaded bolt ? nut connections parameters. This difference is a result of not homogen deformation allocation.