Basit ve hibrit yapıştırma bağlantılarının dinamik davranışının incelenmesi
Investigation of dynamic behavior of mono and hybrid adhesive joints
Yazar: MEHMET METİN ALİ USAL
Danışman: PROF. DR. HALİL ÖZER
Yıldız Teknik Üniversitesi / Fen Bilimleri Enstitüsü / Makine Mühendisliği Ana Bilim Dalı / Konstrüksiyon Bilim Dalı
Derece: Yüksek Lisans, 2020
Konu: Makine Mühendisliği = Mechanical Engineering

Özet:
Bu tezde, yapıştırıcı ile bağlanmış tek bindirmeli birleştirmelerin (YBTBB) dinamik davranışını açıklamak için geliştirilen analitik ve sayısal metotlar detaylı bir şekilde araştırılmıştır. İlk olarak tek YBTBB kirişlerin statik davranışına ait matematiksel modeller incelenmiş ve statik durumu belirleyen matematiksel yapı anlaşılmıştır. Daha sonra dinamik davranışı belirleyen matematiksel modeller araştırılmıştır. Dinamik modellerin genellikle statik modellerde oluşturulan denklemlere dayalı olarak oluşturulduğu görülmüştür. Ingole ve Chatterjee [79] tarafından geliştirilen dinamik model detaylı olarak incelenmiş, bu modelde teorik ve deneysel olarak elde edilen sonuçlar ANSYS programı yardımıyla ve büyük bir doğrulukla yeniden elde edilmiştir. Bu dinamik modelde [79], yapısal bir yapıştırıcı ile birleştirilen kirişler Euler-Bernouilli kirişleri olarak modellenmiş ve kirişlerin uçlarına serbest-serbest sınır koşulları uygulanmıştır. He, X., [82] tarafından yapılan çalışmada YBTBB kirişlerin dinamik davranışı hem deneysel olarak hem de ABAQUS sonlu eleman paket programı ile analiz edilmiştir. Bu çalışmada [82] kullanılan geometri ve mekanik özellikler kullanılarak aynı problem ANSYS programı ile çözülmüştür. Elde edilen sonuçlar He' nin elde ettiği sonuçlarla çok yakın değerlerde çıkmıştır. Daha sonra YBTBB dinamik davranışları üzerinde farklı mesnetleme koşullarının etkisi araştırılmış ve doğal frekans ve mod şekilleri bulunmuştur. Ayrıca, YBTBB in dinamik davranışları üzerinde yapıştırıcı özelliklerinin etkisi detaylı bir şekilde incelenmiştir. Kullanılan sayısal modelde kiriş malzemesi Aluminyum olarak seçilirken yapıştırıcı malzeme için oldukça geniş bir malzeme aralığı kullanılmıştır.  Bu çalışmada bir makro geliştirilmiş ve dinamik davranış parametrik olarak incelenmeye çalışılmıştır. Yapıştırıcının hem elastisite modülünün hem de Poisson oranının sistemin doğal frekansları ve mod şekilleri üzerine olan etkileri belirlenmeye çalışılmıştır. Son olarak tek bindirmeli hibrit birleştirmelerin dinamik davranışı ANSYS programı ile analiz edilmeye çalışılmıştır.

Abstract:
In this thesis, analytical and numerical methods developed to explain the dynamic behavior of adhesive bonded single lap joints (ABSLJ) have been investigated in detail. Firstly, the mathematical models of the static behavior of single ABSLJ beams were examined and the mathematical structure determining the static state was understood. Then mathematical models that determine dynamic behavior are investigated. It has been observed that dynamic models are generally created based on equations created in static models. The dynamic model developed by Ingole and Chatterjee [79]  was examined in detail, and the results obtained theoretically and experimentally in this model were recovered with the help of ANSYS program and with great accuracy. In this dynamic model [79], the beams combined with a structural adhesive are modeled as Euler-Bernouilli beams and free-free boundary conditions are applied to the ends of the beams. In the study made by He, X. [82], the dynamic behavior of ABSLJ beams was analyzed both experimentally and with the ABAQUS finite element package program. The same problem was solved with ANSYS program by using the geometry and mechanical properties used in this study [82]. The results obtained were very close to the results obtained by He. Then, the effect of different support conditions on ABSLJ dynamic behaviors was investigated and natural frequency and mod shapes were found. In addition, the effect of adhesive properties on ABSLJ's dynamic behavior has been examined in detail. In the numerical model used, while  the beam material is chosen as Aluminum,  a wide range of materials is used for the adhesive material. In this study, a macro was developed and dynamic behavior was studied parametrically. The effects of both the elasticity module and Poisson ratio of the adhesive on the natural frequencies and mod shapes of the system were tried to be determined. Finally, the dynamic behavior of single lap hybrid joints has been tried to be analyzed with ANSYS program.