Farklı koşullar altında mobilya bağlantı elemanlarının statik ve dinamik yorulma davranışının belirlenmesi
Determination of static and dynamic fatigue behavior of furniture fittings under different conditions
Yazar: BİLAL TAŞCI
Danışman: DOÇ. DR. HÜSEYİN YÖRÜR
Karabük Üniversitesi / Fen Bilimleri Enstitüsü / Orman Endüstri Mühendisliği Ana Bilim Dalı
Derece: Yüksek Lisans, 2019
Konu: Ağaç İşleri = Wood Products

Özet:
Ağaç malzemenin karakteristik özelliği anizotropik ve higroskopik yapısı, üretilen ahşap ve mobilyanın ortam şartlarının etkisiyle boyutsal kararlılığı, mukavemet, konstrüksiyon ve hizmet ömürleri gibi özelliklerini etkilemektedir. 2017 yılı TÜİK verileri incelendiğinde mobilya ihracatının 12. sırada ve toplam ihracat gelirinin yaklaşık %1,8'lik payı mobilya sektörüne ait olduğu görülmektedir. 
Çalışma kapsamında, mobilya ihracatı yaptığımız ülkelerin ortam şartlarının laboratuvar ortamında simüle edilmesiyle hem konstrüksiyon mukavemetini hem de  
hizmet ömrü açısından deneysel olarak incelenmiştir. Mobilya ihracatında on ülkenin yıl içerisindeki ortalama en düşük ve en yüksek sıcaklıkları belirlenmiştir. En sıcak ülkenin yaklaşık 50 °C ile Irak olduğu ve en soğuk ülkenin ise yaklaşık -20 °C ile Norveç olduğu belirlenmiştir. Deney tasarımının oluşturulmasında Irak ve Norveç şartları baz alınmıştır. Konstrüksiyon üzerinde ortam şartlarının etkisini incelemek için, L tipi birleştirmede, dört farklı modern bağlantı elemanı ve kavelalı  (klasik) olmak üzere beş farklı birleştirme modeli tasarlanmıştır. Üretilen 360 numunenin ortam şartlarında (-20 ºC, 20 ºC ve 50 ºC), statik ve dinamik yorulma yükleri altında diyagonal basınç ve diyagonal çekme testleri yapılmış ve mukavemet kapasiteleri irdelenerek bağlantıların yorulma ömürleri karşılaştırılmıştır. Ortam şartlarının birleştirme mukavemetine doğrudan etkisinin bulunduğu, sıcaklık azaldıkça mukavemetin arttığı, sıcaklık artışında ise mukavemetin azaldığı tespit edilmiştir.
Dinamik yorulma yükünde referans değer olarak, statik deneylerde elde edilen ortalama yükün %60, %80 ve %100'ü belirlenmiştir. Dinamik yorulma yükü 25000 çevrim 10 Hz olarak uygulanmıştır. Dinamik yorulma deneylerinde %60 yük uygulandığında modellerin genelinde 25000 çevrim (yük/çevrim sayısı) başarıyla tamamlanmıştır. %80'i uygulandığında ise 25000 çevrimi bazı modeller tamamlamış fakat genel olarak 25000 çevrimi tamamlayamadığı için başarısız olmuştur. %100'ü uygulandığında deney numunelerinin tamamı 25000 çevrimi tamamlayamadığı için başarısız sayılmıştır. Başarılı ve başarısız modellerin, Wöhler eğrisi ile bağlantı modellerinin yorulma yük sınırları belirlenmiştir. Deneylerden elde edilen değerlerin FNAE 80-214 federal standartlarına uygunlukları irdelenmiş ve sonuçlar birbirleri ile karşılaştırılmıştır.
Yapılan statik ve dinamik yorulma deneyleri neticesinde modern bağlantı elemanları ile tasarlanan birleştirme modellerinde deformasyonlar (cıvata, plastik kavelalar ve zamak dübeller) meydana gelmiştir. Farklı ortam şartlarının mobilya mukavemet özellikleri ve yorulma ömürleri üzerinde etkisinin önemli olduğu belirlenmiştir.  Üretimi yapılacak mobilyanın kullanılacağı ortam şartlarının göz önünde bulundurulması hem mobilya hizmet (yorulma) ömrünü ve mukavemetini artıracağı, hem de gereksiz maliyet artışlarının önüne geçileceği değerlendirilmiştir.

Abstract:
The characteristic feature of wood material affects its properties such as anisotropic and hygroscopic structure, dimensional stability, strength, construction and service life of the wood and furniture produced under the influence of environmental conditions. When TUIK data of 2017 are analyzed, it is seen that furniture export is in 12 th place and 1.8 % share of total export revenue belongs to furniture sector. 
By examining the environmental conditions of the countries where we export furniture and simulating them in the laboratory environment, both furniture construction strength and furniture service life have been examined experimentally. The lowest and highest average yearly temperatures of the ten countries in furniture exports were used. The hottest country is Iraq with a temperature of 50 °C and the coldest country is Norway with a temperature of -20 °C. The design of the experiment was based on the conditions of Iraq and Norway. In order to examine  
the effect of the conditions on the construction, In the L-type jointing, five different jointing models have been designed, four different joint elements and a dowel (classic). Diagonal pressure and diagonal tensile tests were performed under static and dynamic fatigue loads under different ambient conditions (-20 ºC, 20 ºC and 50 ºC) of the 360 samples produced. And, strength capacities were determined and fatigue life of joint elements was compared. It has been determined that different temperature conditions have a direct effect on the joint strength, the strength increases as the temperature decreases and the strength decreases at the temperature increase. 
As a reference value in dynamic fatigue load, 60%, 80% and 100% of the average load obtained in static tests were used. The dynamic fatigue load was applied at 25000 cycles 10Hz / min. When 60% of the dynamic fatigue load is applied, 25000 cycles (number of load / cycles) successfully completed in generaly models. When 80% were applied, some models completed the 25000 cycle but generally failed because it could not complete the 25000 cycle. When 100% were applied, all of the test samples were considered unsuccessful because they could not complete 25000 cycles. Fatigue load limits of connection models with Wöhler curve of successful and unsuccessful models were determined. The compatibility of the values obtained from the experiments with FNAE 80-214 federal standards was examined and the results were compared with each other.
As a result of static and dynamic fatigue tests, deformations (bolts, plastic dowels and zamak dowels) have occurred in joint models designed with modern fasteners. It was determined that the effect of different environmental conditions on the strength properties and fatigue life of the furniture was significant. Considering the environmental conditions in which the furniture to be produced will be used, it is considered that it will increase the service life (fatigue) and strength of the furniture and prevent unnecessary cost increases.