Hibrit yapıştırma bağlantı hasarının numerik ve deneysel olarak incelenmesi
Numerical and experimental investigation of hybrid adhesive joint failure
Yazar: ÖZKAN ÖZ
Danışman: PROF. DR. HALİL ÖZER
Yıldız Teknik Üniversitesi / Fen Bilimleri Enstitüsü / Makine Mühendisliği Ana Bilim Dalı
Derece: Doktora, 2015
Konu: Makine Mühendisliği = Mechanical Engineering

Özet:
Bu doktora tezinde temel olarak, hibrit yapıştırma düzeninin, basit bindirmeli bağlantı yapıştırma çizgisi boyunca, gerilme dağılımı ve bağlantı hasar yükü üzerine etkisi incelenmiştir. Doktora tezinde öncelikle, hibrit yapıştırmalı bağlantı analitik modeli oluşturulmuştur. Bu aşamadan sonra, hibrit yapıştırma düzeni içerisinde yapıştırıcı-uzunluk oranları değiştirilerek, analitik model, iki ve üç boyutlu lineer sonlu eleman analiz sonuçları ile karşılaştırılarak, doğrulanmıştır. Doktora tezinin deneysel kısmında, mono ve hibrit yapıştırmalı bağlantı hasar yükleri ve davranışı belirlenerek, karşılaştırılmıştır. Deneysel çalışmalarda, her iki bağlantı tipinde kullanılmak üzere, analitik modelin doğrulanması amacıyla kullanılan yapıştırıcılardan farklı olarak, farklı mekanik özelliklere sahip üç yapıştırıcı seçilmiştir. Kullanılan yapıştırıcılar, sahip oldukları mekanik özelliklere göre, gevrek, tok ve sünek yapıştırıcı olarak tanımlanmaktadır. Bindirme uzunluğunun ortasında gevrek yapıştırıcı, kenarlarda ise sırasıyla, sünek ve tok yapıştırıcı kullanılmıştır. Tezin son aşamasında, eksponansiyel Drucker Prager malzeme modeli kullanılarak, mono ve hibrit yapıştırmalı bağlantılar için, lineer olmayan sonlu eleman analizleri yapılmıştır. Analiz sonuçlarına göre elde edilen hasar yükleri, deneysel hasar yükleri ile karşılaştırılmış ve yapıştırma çizgisi boyunca gerilme dağılımları sunulmuştur. Sonuç olarak, bindirme uzunluğu kenarlarında uygun yapıştırıcı kullanılması ve yapıştırıcı uzunluk oranlarının doğru seçilmesi durumda, hibrit yapıştırma düzeninin, mono yapıştırmalı bağlantı ile karşılaştırıldığında, bağlantı dayanımını önemli oranda arttırdığı belirlenmiştir.

Abstract:
In this dissertation, the effect of hybrid bonding pattern on failure load and stress distribution along single lap joint bondline was mainly investigated. In the present dissertation, primarily, the analytic model of hybrid adhesive joint was formed. After this stage, the analytic model was validated by comparing the two and three-dimension linear finite element analysis as a result of modifying the length rates of adhesives in hybrid bonding pattern. In the experimental part of the dissertation, mono and hybrid adhesive joints were compared by determining failure loads and behavior. In the experiments, apart from the adhesives used to validate the analytic model, three adhesives with different characteristics were selected in order to be used in both joint types. The adhesives used were identified as stiff, tough, and flexible adhesives based on their characteristics. In the middle of the bondline length, stiff adhesive was used and at the edges flexible and tough adhesives were used respectively. In the final stage of the dissertation, non-linear finite element analyses were carried out for mono and hybrid adhesive joints by implementing exponential Drucker Prager material model. Depending on the results of the analysis, failure loads were compared with experimental failure loads and stress distributions were presented along with the adhesive bondline. As a result, when length ratios are selected properly and appropriate adhesives are used along the overlap length edge, the strength of hybrid adhesive joint, when compared to mono adhesive joint, was found to increase considerably.