Zıvanalı birleştirmelerde dayanıklılığın yoğunlaştırılmış masif malzeme ile iyileştirilmesi
Enhancing strength of the mortise and tenon joints with densified wood
Yazar: GİZEM SAYAR
Danışman: DR. ÖĞR. ÜYESİ MESUT UYSAL
Bursa Teknik Üniversitesi / Lisansüstü Eğitim Enstitüsü / Orman Endüstri Mühendisliği Ana Bilim Dalı / Orman Endüstri Mühendisliği Bilim Dalı
Derece: Yüksek Lisans, 2023
Konu: Ağaç İşleri = Wood Products
Dizin: Ahşap mobilya = Wood furniture

Özet:
Bu çalışmada, dayanımı düşük olan kavak odunlarının yoğunlaştırılarak, mobilya endüstrisinde dayanıksız olduğu için tercih edilmeyen kavak odunun dirençli hale getirerek mobilya endüstrisi için katma değeri yüksek bir ürün olarak sunulması amaçlanmıştır. Bu amaç ile kavak odunları %10, 20, %30 oranlarında yüzey yoğunlaştırılması yapılmış olup, çerçeve konstrüksiyonlarında sıklıkla kullanılan gürgen odunu ile eğilme direnci, elastikiyet modülü ve liflere paralel basma direnci gibi bazı mekanik özellikleri karşılaştırılmıştır. Ayrıca, gürgen ve kavak odunlarından elde edilen  T-tipi zıvanalı ve domino birleştirmelerin moment kapasitesi de karşılaştırılmıştır. Domino birleştirmelerde gürgen, kavak ve yoğunlaştırılmış kavak odunları kullanılmıştır.   
Gürgen odunun eğilme direnci 100,86 N/mm2 ve elastikiyet modülü 11211,22 N/mm2 iken kavak odununda bu değerler sırasıyla 56,22 N/mm2 ve 5775,65 N/mm2 bulunmuştır. Kavak odunun yoğunlaştırma miktarı %10 olduğunda 67,58 N/mm2 ve 7906,07 N/mm2, %20 olduğunda 74,90 N/mm2 ve 7873,47 N/mm2 ve %30 olduğunda ise 66,64 N/mm2 ve 7043,38 N/mm2'dir. Liflere paralel baralel basma direncinde de gürgen odunu 52,45 N/mm2 iken kavak odunu için 29,30 N/mm2 bulunmuştur. Yoğunlaşma miktarı %10 olduğunda liflere paralel basma direnci 32,75 N/mm2, %20 olduğunda 38,19 N/mm2 ve %30 olduğunda ise 43,17 N/mm2'dir. Yoğunlaştırma oranı %20 iken eğilme direnci, %10 iken elastikiyet modülünde yoğunlaştırmanın etkisi en fazladır. Liflere paralel basma direncinde ise %30 yoğunlaştırma miktarında gözlemlenmiştir. Yoğunlaştırma etkisinin en yüksek olduğu durumlarda bile kavak odunun mekanik özellikleri gürgen odununun daha düşüktür. 
T-tipi birleştirme örneklerinde gürgen odunundan yapılan zıvanalı birleştirmelerin moment kapasitesi (259,49 N.m) en yüksek iken yine bu odundan yapılan domino birleştirmenin moment dayanımı (194,53 N.m) onu takip etmektedir. Yoğunlaştırma etkisinin en fazla görüldüğü domino birleştirme ise 186,19 N.m ile %20 yoğunlaştırma oranıdır ve kavak odunundan yapılan zıvanalı birleştirmelerden (175,56 N.m) daha yüksek moment kapasitesine sahiptir. 
Yapılan çalışma sonuçlarına kavak odununun yoğunlaştırma etkisi hem masif malzemede hem de mobilya birleştirmelerinde %20 yoğunlaştırma miktarının uygun olduğunu göstermiştir. Ancak, bu yoğunlaştırma miktarınında bile dayanım özelliklerinin gürgen oduna göre daha düşük bulunmuştur. Yine de %20 yoğunlaştırılmış kavak odunu kullanılan domino birleştirmenin moment kapasitesi gürgen odunu kullanılan domino birleştirmelerinin moment kapasitesi ile arasında istatiksel bir fark olmaması, çalışma çıktılarının başarılı olduğu ve yoğunlaştırma ile mobilya birleştirmelerinin dayanımının iyileştirilebilidği gösterilmiştir.       
 
Anahtar kelimeler: Yoğunlaştırılmış odun, T-tipi mobilya birleştirme, Domino birleştirme, Zıvanalı birleştirme, Odunun mekanik özellikleri, Mobilya mekaniği,

Abstract:
In this study, it was aimed to present a value-added material made of densified cottonwood, which is not preferred due to its low strength by densifying wood material. For this purpose, cottonwood was densified at the rates of 10, 20 and 30% via the surface densification method, and their modulus of rupture (MOR), modulus of elasticity (MOE), and parallel to grain compression strength (CS) were compared to hornbeam wood which mainly used in furniture frame constructions. Besides, the bending moment capacities of the T-shaped mortise&tenon (MT) and domino joints made of hornbeam and cottonwood were benchmarked. Hornbeam, cottonwood, and densified cottonwood were used in the domino joint.  
Results showed that MOR and MOE of the hornbeam were 100,82 N/mm2 and 11211,22 N/mm2, while those of Cottonwood were 56,22 N/mm2 and 5775,65 N/mm2, respectively. In the case of densification rate was 10%, MOR and MOE were 67,58 N/mm2 and 7906,07 N/mm2. Those of 20% and 30% were 74,90 N/mm2 and 7837,47 N/mm2, and 66,64 N/mm2 and 7043,28 N/mm2, respectively. CS of the hornbeam was 52,45 N/mm2, while those of cottonwood was 29,30 N/mm2. In the case of densification rate was 10%, 20%, and 30%, CS values were 32,75 N/mm2, 38,19 N/mm2, and 43,17 N/mm2, respectively. The effect of the densification was observed at most for the rate of 20% in MOR and MOE and 30% for CS. Even though densification increased material strength, they were still lower than some mechanical properties of hornbeam.
The bending moment capacity of the T-shaped MT joints made of hornbeam (259,49 N.m) wast the highest, and those of domino joints made of hornbeam (194,53 N.m) followed it. The effect of the densification was observed in domino joints made of Cottonwood with a rate of 20% densification (186,19 N.m). It had a higher bending moment capacity than T-shaped MT joints made of cottonwood (175,56 N.m).  
In conclusion, results showed that the rate of 20% densification was appropriate for solid wood and furniture joints. However, they were lower than those of hornbeam. Albeit, there is no statistically significant difference between the bending moment capacity of the domino joints made of Cottonwood with the rate of 20% densification and hornbeam. Therefore, it can be said that the findings of the study were successful, and densification could increase the strength of the furniture joints.                

Keywords: Densified wood, T-shaped furniture joints, Domino, Mortise&tenon, Mechanical properties of wood, Furniture mechanics