Sac- kütle şekillendirme ile birleştirilen zıvanalı geçme bağlantısının incelenmesi
The examination of the mortise and tenon joint by sheet-bulk metal forming
Yazar: MÜCAHİT TUGAY DEMİR
Danışman: DR. ÖĞR. ÜYESİ SELÇUK KARAGÖZ
Bursa Teknik Üniversitesi / Fen Bilimleri Enstitüsü / Makine Mühendisliği Ana Bilim Dalı
Derece: Yüksek Lisans, 2019
Konu: Makine Mühendisliği = Mechanical Engineering
Dizin: Mekanik kenetleme yöntemi = Mechanical bond method ; Metal şekillendirme = Metal forming ; Metal şekillendirme presi = Metal forming press

Özet:
Bu tez çalışmasında, mobilya sektöründe kullanılan zıvanalı geçme yönteminin iki sac levha veya plakanın birbirine dik olarak bağlantısı üzerine çalışılmıştır.  Erkek parçasına (Tenon) zıvana dili denilmekte ve dişi parçasına yani delikli parçaya zıvana boşluğu (Mortise) adı verilir. Bu bağlama yöntemine literatürde zıvanalı geçme olarak adlandırılmaktadır. İki parçanın birbirine dik olarak bağlamanın birçok yöntemi mevcuttur. Örneğin; kaynak, cıvata-perçin, yapışkan malzeme gibi metot kullanarak birleştirme yöntemleri mevcuttur. Mevcutta kullanılan bu yöntemlerde ekstra kullanılan ara bağlayıcı malzemelerle hem maliyet hem de araçta oluşan ağırlık otomotiv sektörü veya uzay - havacılık sektörü için istenmeyen bir durumdur. Bu bağlantı yönteminin diğer bağlantı yöntemlerinden avantajları ve dezavantajları araştırılmış ve uygulaması için analizler yapılmıştır. Ayrıca bilinen bu yöntemler aynı malzemeler için sorun oluşturmazken farklı malzeme özelliklerindeki iki malzeme için problem oluşturabilir. Malzeme olarak Alüminyum-5182 ve St12 çeliği malzemeleri kullanılmıştır. Tasarım programı olarak Catia V5R20, analiz için modeller Hypermesh'te mesh atılıp Hypercrash'ta basma ve çekme analizleri yapılmıştır. Uygulama için 4 farklı geometri üzerinde çalışmalar yapılmıştır. Geometrilerde değişkenler olarak zıvana dili yüksekliği ve zıvana boşluğunun geometrik ölçüleri kullanılmıştır. Ek olarak, zıvana boşluğu hem kademeli bir boşaltma hem de kademesiz bir boşaltma için değerlendirilmiştir. Kademesiz zıvana boşluğu için iki tane zıvana dili uzunluğu değişkeni ve kademeli zıvana boşluğu için iki tane zıvana dili uzunluğu değişkenleri seçilmiştir. Zıvana dili uzunlukları her iki zıvana boşluğu değişkenleri için aynı uzunluklardadır. Mekanizmaya önce presle zıvana dilini, zıvana boşluğun doğru bir akış sağlayıp daha sonra zıvana boşluğunu kalıp olarak varsayarsak o boşluğa dolduracak şekilde presleme işlemine devam edilir.  Belirlenen sınır koşullarında bu işlem Hyperworks'ün Hypercrash ara yüzünde hazırlanmıştır. Çıkan sonuçlara ait sonlu elemanlar analiz dosyasına daha sonra çekme testi uygulanmıştır. Presleme analizine göre kademesiz dişi parçalı ve erkek parça zıvana dili uzunluğu 10 mm olan parça uygun birleştirme parametreleri olarak yorumlanmıştır. Daha sonra yapılan çekme testine göre sonuçlar grafiğe aktarılmıştır. Grafikteki değerler üretilebilirliğe ve bağlantıların en iyi düzeyde sağlanmasına bakılarak yorumlanmıştır. Bu sonuçlara göre de uygun olan parçanın kademesiz dişi parçalı ve erkek parça zıvana dili uzunluğu 10 mm belirlenmiştir.

Abstract:
In this study, two sheets are joined perpendicular to one another by sheet bulk metal forming and are used for a variant of the traditional mortise-and-tenon joint. A sheet metal is called as a tenon, other sheet metal is called as a mortise. This method is known as the mortise and tenon jointsin the literature. There are many methods of connecting two sheets perpendicular to one other, such as welding, bolt-rivet, adhesive materials etc. In these methods, both the increasing cost and weight due to use intermediate materials are undesirable situation for the automotive industry. The advantages of mortise and tenon joints from other connection methods have been investigated and analysis have been performed. While these methods do not pose problems for the same materials, they can be problematic for two materials with different material properties. Aluminum-5182 and St12 steel materials were used as materials. Catia V5R20 was used as the design program. The mesh modelling was created  for analysis via Hypermesh and than dynamic ekspilicit analysis was performed via Hypercrash. The four differences assembly folder were studied for analysis. The height of tenon and the geometric dimensions of mortise gap were used as geometric variables. In addition, the mortise gap was evaluated for both rectangular stepped holes and a stepless rectangular holes. The length variables of two tenons were used for rectangular stepless mortise, and in the same way, the length variables of two tenons were used for rectangular stepped mortise. The tenon lenghts are the same lengths for both mortise variables. Firstly tenon was pressed via upsetting in the perpendicular direction, and by the way tenon completely was filled the rectangular cavity of the mortise. According to compression tests, the stepless gap of mortie and tenon length of 10 mm piece was selected as the appripriate mortise and tenon joint parameters.   After that tensile test analysis was prepared at the Hypercrash interface under specified boundary conditions. The tensile test was then applied to the finite element analysis output files. In order to find the appropriate study, both pressing and tensile test results were examined. According to these results, the stepless gap of mortie and tenon length of 10 mm piece was selected as the appripriate mortise and tenon joint parameters.