Sandalye çerçevelerinin sonlu elemanlar analizi
Finite element modeling of chair frames
Yazar: TUĞBA YILMAZ
Danışman: DOÇ. DR. ERGÜN GÜNTEKİN
Süleyman Demirel Üniversitesi / Fen Bilimleri Enstitüsü / Orman Endüstri Mühendisliği Ana Bilim Dalı
Derece: Yüksek Lisans, 2011
Konu: Ağaç İşleri = Wood Products
Dizin: Odun teknolojisi = Wood technology ; Sonlu elemanlar = Finite elements

Özet:
Bu çalışmada, farklı ara kayıt konumlarına göre üretilmiş sandalye çerçevelerinin sonlu elamanlar analizi yapılmıştır. Çalışmada ahşap malzeme olarak Doğu kayını (Fagus orientalis) ve Kızılçam (Pinus brutia Ten.) kullanılmıştır. Üretilen sandalye çerçeveleri metal çektirmeler kullanılarak birleştirilmiştir. Çalışmanın ilk aşamasında sandalye üretiminde kullanılacak ahşap malzemelerin bazı fiziksel ve mekanik özellikleri belirlenmiştir. Laboratuar şartlarında belirlenen mekanik özellikler kullanılarak Doğu kayını ve Kızılçam malzemeler için emniyet gerilmeleri hesaplanmıştır. Kritik oturma pozisyonununda ve ara kayıt elemanının yeri değiştirildiğinde sandalye elemanları için eksenel, kesme ve moment diyagramları oluşturularak elemanlar üzerinde etki eden uç kuvvetler ve momentler bulunmuştur. Bu değerler kullanılarak sandalye elemanlarının minimum enine kesitleri elde edilmiştir. Üretilen sandalye çerçeveleri TS 9215 de belirtilen esaslara uyularak statik yük altında test edilmiştir. Sandalye çerçevelerinin yapısal analizi bir sonlu elemanlar yazılımı olan COSMOSWorks programında yapılmış ve deneylerden elde edilen veriler programdan elde edilen verilerle karşılaştırılmıştır. Sonuç olarak oluşturulan sonlu elemanlar modellerinin gerçek davranışa yakın değerler verdiği ortaya koyulmuştur. Gerilme ve deformasyonların en çok oluştuğu model ara kayıtsız modellerde ortaya çıkmıştır. Ara kayıt kullanımının çerçevelerde oluşan gerilmeleri, deformasyonları ve malzeme kullanımını azalttığı sonucuna varılmıştır.

Abstract:
In this study, chair frames with various stretcher positions were investigated using finite elements analysis. Beech (Fagus orientalis) and Red pine (Pinus brutia Ten.) wood have been used as study materials. Chair frames are produced using metal cross dowels. First of all, some physical and mechanical properties of the wood materials used in chair production have been evaluated. Using mechanical properties found in laboratory conditions, allowable stress values have been calculated for Beech and Red pine wood. Axial, shear and moment diagrams of the chair elements have been constructed and end forces have been found for both the critical sitting position and when the stretcher position is changed. Minimum cross section of the chair elements has been calculated using these values. Then, chairs frames have been tested under static load according to TS 9215. Structural analysis of the chair frames was conducted using COSMOSWorks software which is a three - dimensional finite element program. Results which are obtained by finite element method (FEM) and experiments were compared. The generated finite element models have revealed values close to the actual behavior of the chair frames. The highest stresses and deformations resulted in the models which has no stretcher. Use of stretchers will reduce stresses and deformations of the chair frames under load, thus they may reduce material consumption in manufacturing.