Yapıştırıcı ile birleştirilmiş bağlantıların mekanik analiz ve tasarımları
Mechanical analysis and design of adhesive bonded joints
Yazar: MURAT YAVUZ SOLMAZ
Danışman: PROF. DR. AYDIN TURGUT
Fırat Üniversitesi / Fen Bilimleri Enstitüsü / Makine Mühendisliği Bölümü / Makine Mühendisliği Ana Bilim Dalı / Mekanik ve Mukavemet Bilim Dalı
Derece: Doktora, 2008
Konu: Makine Mühendisliği = Mechanical Engineering

Özet:
Yapıştırıcı ile birleştirilmiş bağlantıların mekanik davranışları, bağlantının geometrik özellikleri ve bağlantıyı oluşturan malzemelerin özellikleri gibi birçok parametreye bağlıdır. Bu durum bağlantının mekanik davranışını tahmin etmeyi zorlaştırmaktadır. Yapıştırıcı ile birleştirilmiş bağlantıların mekanik davranışını anlayabilmek için birçok çalışma yapılmış ve farklı modeller önerilmiştir.Bu çalışmada, farklı bindirme uzunluklarında ve farklı uç açılarında biri yüksek diğeri düşük dayanımlı iki yapıştırıcı kullanarak birleştirilmiş tek tesirli bindirme bağlantılarının eksenel çekme yükü altındaki mekanik davranışları incelenmiştir. Çalışma deneysel ve sayısal olmak üzere iki aşamada gerçekleştirilmiştir. Öncelikle çalışmada kullanılan yapıştırıcılardan bulk numuneler hazırlanmış ve daha sonra bu numunelerden yapıştırıcıların gerilme-şekil değiştirme davranışları belirlenmiştir.Çalışmada kullanılan yapıştırıcıların performanslarını değerlendirebilmek amacıyla başlıca 2 farklı bindirme mesafesinde deneyler yapılmıştır. Bu iki bindirme mesafesine ilave olarak sadece serbest uç açısının bağlantı dayanımı üzerindeki etkisi tespit edilmeye çalışılmış bunun için 6 farklı uç açısına sahip numuneler toplam yapışma alanının sabit kalmasını sağlayan bindirme mesafeleri tespit edilerek birleştirilmiş ve bu numuneler çekme deneyine tabi tutulmuştur. Neoxil CE92 N8 ve SikaForce 7710 kullanılarak birleştirilmiş tek tesirli bindirme bağlantılarında, yapıştırıcılar ve yapıştırılan malzemelerin gerilme-şekil değiştirme davranışları dikkate alınarak lineer sonlu elemanlar yöntemiyle gerilme analizi yapılmıştır. Deneysel ve sonlu elemanlar analizlerinden elde edilen sonuçlar karşılaştırılmış ve sonuçlar arasında oldukça iyi bir uyumun olduğu görülmüştür.Sonuç olarak, Neoxil CE92 N8, SikaForce 7710 dan daha yüksek dayanıma sahip olmasına rağmen bindirme mesafesindeki artış ve serbest uç açısındaki değişimle SikaForce 7710 ile birleştirilmiş bağlantıların Neoxil CE92 N8 ile birleştirilmiş bağlantılar kadar hatta serbest uç açısındaki değişiklikler ile daha iyi performans gösterebileceği anlaşılmıştır.Anahtar Kelimeler: Yapıştırıcı bağlantılar, serbest uç açısı, bindirme mesafesi, lineer sonlu elemanlar yöntemi, eksenel çekme.

Abstract:
The mechanical behaviour of the adhesively bonded joints depends on many parameters such as the geometrical features of the joint and the features of materials generating it. This dependence complicates the prediction of the overall mechanical behaviour of the joint. In order to understand the mechanical behaviour of adhesively bonded joints, many studies have been carried out and different models have been proposed.In this thesis, it has been analyzed the mechanical behaviour under axial tensile loading of the single lap joints bonded by using two different adhesives that one is stiff and the other is flexible having different overlap lengths and different taper angles. The study has been carried out both experimentally and numerically. The bulk tensile specimens of adhesives used in the study have been initially prepared and then the stress-strain behaviour of the adhesives has been determined.With the aim of evaluating the performances of the used adhesives, it has been basically realized experiments at two different overlap distances. Additionally, the effect on the joint strength of merely taper angle has been endeavoured to identify, such that the specimens having 6 different taper angles has been jointed by being invented the overlap distances achieving to fix total adherence area and the obtained specimens also have been subjected to the strain experiment. Taking into consideration the stress-strain behaviour of the adhesives and the bonded material at the single lap joints bonded by using Neoxil CE92 N8 and SikaForce 7710, the stress analysis has been accomplished by the linear finite elements method. The experimental results have been compared with the obtained results by finite elements method and a good agreement has been observed.Consequently, the thesis has been finalized with the following novel emergent results: Although Neoxil CE92 N8 has more strength than SikaForce 7710, the joints bonded by SikaForce 7710 exhibits a good performance as well as the ones bonded by Neoxil CE92 N8 as increasing the overlap distance and changing the taper angle and even the performance of SikaForce 7710 may overcome that of the other according to the amount of the increasing or changing.Keywords: Adhesive joints, taper angle, overlap length, linear finite elements method, axial tensile loading.