Biçimlenebilen magnezyum alaşımlarından kaynaklı yapı elemanlarının yorulma dayanımı değerlendirmelerinde çentik gerilmesi yönteminin uygulanması
Application of the notch stress concept in the fatigue strength evaluation of welded structures from wrought magnesium alloys
Yazar: ÖZLER KARAKAŞ
Danışman: PROF.DR. ALPER GÜLSÖZ ; PROF.DR. ÇETİN MORRİS SONSİNO
Pamukkale Üniversitesi / Fen Bilimleri Enstitüsü / Makine Mühendisliği Ana Bilim Dalı
Derece: Doktora, 2006
Konu: Makine Mühendisliği = Mechanical Engineering

Özet:
PAMUKKALE ÜNİVERSİTESİFEN BİLİMLERİ ENSTİTÜSÜTEZ ÖZET BİLDİRİ FORMUMAKİNE MÜHENDİSLİĞİ ANABİLİM DALIBİÇİMLENEBİLEN MAGNEZYUM ALAŞIMLARINDAN KAYNAKLI YAPIELEMANLARININ YORULMA DAYANIMI DEĞERLENDİRMELERİNDE ÇENTİKGERİLMESİ YÖNTEMİNİN UYGULANMASIÖzler KARAKAŞÖZETKaynaklı birleştirmelerin yorulma dayanımı hakkında güvenli ve doğru olan hükümlerevarılabilmesinde, denenmiş güvenilir nominal gerilme yöntemine tamamlayıcı veya alternatifolacak şekilde yapısal gerilme yöntemi ve lokal (yerel) hesaplama yöntemleri ortayaçıkmıştır. Yapısal gerilme yöntemi nominal gerilme yöntemi karşısında önemli avantajlarsunmakla beraber, kaynak dikiş bölgesinin geometrik oluşumuna bağlı olan tanımdeğerlerinden dolayı ve alaşım cinslerinin farklı davranışlarının yetersiz olarak dikkatealınmasından dolayı bir dezavantaj göstermektedir. Lokal yöntemler içerisinden mikrodestek teorisini esas alan çentik gerilmesi yöntemi, lokal mikro yapı ile ilgili olarak kaynaklıbirleştirmelerin yorumlanmasında en uygun hesaplama yöntemi olarak görülmektedir.Bu doktora tezinde, magnezyum alaşımlarından kaynaklı birleştirmelerin yorulmaömrünü değerlendirmek için çentik gerilmesi yöntemleri olan mikro destek ve farzedileneşdeğer yarıçap yöntemleri uygulanmıştır.Sonuçlara bakıldığında, magnezyum alaşımlarından kaynaklı birleştirmelerinölçülendirilmesi amacıyla mikro destek yönteminin lokal yorulma dayanımının hesabındakullanılması, yorulma çatlağının başladığı bütün malzeme durumları veya mikro iç yapılariçin ortak bir mikro destek sabiti Ï* olmadığından tavsiye edilmemektedir. Bunun yanındamikro destek yöntemiyle hesaplama suretiyle elde edilen yorulma dayanımı değerleri iledeneyler sonucu elde edilen yorulma dayanımı değerleri de her zaman birbiriyle uygundüşmemektedir.Sonuçlar, rf = 1,0 mm farzedilen çentik yarıçaplı lokal gerilme yönteminin kaynakgeometrisinden bağımsız olarak 5,3 mm kalınlığındaki magnezyumdan kaynaklıbirleştirmelere uygulanabileceğini göstermiştir. İç gerilmelerin ve yük azaltıcı ortalamagerilmelerin etkilerini dikkate almak suretiyle çeşitli gerilme oranlarında (R=-1, R=0 veR=0,5) örnek Wöhler eğrileri türetilmiştir. IIW-Tavsiyeleri için FAT-sınıfı olarak da âÏ =28MPa önerilmiştir.

Abstract:
PAMUKKALE ÜNİVERSİTESİFEN BİLİMLERİ ENSTİTÜSÜTEZ ABSTRACT BİLDİRİ FORMUGRADUATE PROGRAM IN MECHANICAL ENGINEERINGAPPLICATION OF THE NOTCH STRESS CONCEPT IN THE FATIGUE STRENGTHEVALUATION OF WELDED STRUCTURES FROMWROUGHT MAGNESIUM ALLOYSÖzler KARAKAŞABSTRACTFor a reliable and more precise assessment of the fatigue strength of welded joints, the structuralstress and the local stress concepts have been developed as an alternative to the nominal stressconcept. Although the structural stress concept already offers substantial advantages over thenominal stress concept, it has the disadvantage that beside the geometrical shape of the welded joint,the influence of the microstructure at the weld is not properly considered. Therefore, amongst thelocal concepts, the notch stress concept, based on the micro-support theory thus seems to be the mostsuitable calculation concept for the assessment of welded joints with respect to the localmicrostructure.In this dissertation, notch stress concept, (micro-support concept and fictitious notch radiusconcept) was applied to assess a fatigue life of magnesium welded joints.Based on these results, the micro-support concept for the calculation of the local fatigue strengthcannot be recommended for the fatigue design of welded wrought magnesium alloys, because on theone hand there exist no uniform micro-support constant Ï* for all material states or microstructuresin which the fatigue cracks are initiated and on the other hand the precision of the calculated fatiguestrength is not always adequate.The evaluation of the results showed that the local stress concept using the fictitious notch radius ofrf = 1.0 mm can be applied to magnesium welded joints from plates with thickness t = 5,3 mmindependently from the weld geometries (fully or partially penetrated butt welds, transversalstiffener). Master design curves are proposed for different stress ratios, i.e. R = -1, 0 and 0.5, whichallow the consideration of residual stresses as well as load induced mean stresses. The results alsopermit the suggestion of âÏ = 28 MPa as FAT-value for the IIW-Fatigue Design Recommendations.