Yonga levhanın elastik sabitlerinin ultrasonik yöntemle belirlenmesi
Determination of elastic constants for particleboard using ultrasound
Yazar: HULUSİ KAYA
Danışman: PROF. DR. BİROL ÜNER
Süleyman Demirel Üniversitesi / Fen Bilimleri Enstitüsü / Orman Endüstri Mühendisliği Ana Bilim Dalı
Derece: Yüksek Lisans, 2017
Konu: Ağaç İşleri = Wood Products

Özet:
Bu çalışmada Türkiye'de mobilya endüstrisinde kullanılan yongalevhalarda rutubetin elastik özellikler üzerine etkisi incelenmiştir. Bu özellikler yongalevhanın kullanıldığı mobilya sistemlerinin mühendislik analizinde gereklidir. Çalışmada belirlenen özellikler; Elastikiyet modülleri (Ex, Ey, Ez), Poisson oranları (μxy, μxz, μyx, μyz, μzx, μzy) ve kesme modülleridir (Gxy, Gxz, Gyz). Levha örnekleri ticari olarak 3 farklı firmadan sadece biri rastgele seçilmiştir. Levhaların katmanları iç ve dış olarak ayrılarak 20 x 20 x 30 mm ve 20 x 20 x 60 mm ölçülerinde örnekler farklı rutubet seviyelerinde ağırlıkları değişmeyinceye kadar bekletilerek, yoğunlukları ve rutubetleri ölçülmüş, ultrasonik ve basma testlerine maruz bırakılarak gerilme-şekil değiştirme grafikleri oluşturulmuştur. Test örnekleri 21 °C sıcaklık ve %35, % 45, % 55, % 65 ve % 75 nispi rutubet şartlarında bekletilmişlerdir. Örneklerin gerilme-şekil değiştirme davranışları bi-aksiyal ekstansometre ile belirlenmiştir. Elde edilen gerilme şekil değiştirme eğrilerinden elastik özellikler hesaplanmıştır. Yongalevha katmanları arasındaki elastik özellikler arasındaki farklar istatistiksel olarak önemlidir. Ultrasonik yöntem ile test edilen yongalevhalarda dış tabakada ortalama elastikiyet modülü x yönünde 3167 N/mm2, y yönündeki 2958 N/mm2, z yönünde 555 N/mm2' dir. İç tabakada ise x yönünde 1205 N/mm2, y yönünde 954 N/mm2 ve z yönünde 156 N/mm2' dir. Dış tabakada ortalama kesme modülü xy yönünde 1477 N/mm2, xz yönünde 657 N/mm2, yz yönünde 629 N/mm2' dir. İç tabakada xy yönünde 613 N/mm2, xz yönünde 217 N/mm2 ve yz yönünde 187 N/mm2' dir. Ortalama Poisson oranı dış tabakada 0.42 ve iç tabakada 0.65' dir. Genel olarak rutubetin elastikiyet modülü üzerine etkisi diğer elastik özelliklere etkisinden daha belirgindir. Çalışma sonuçları yongalevha kullanılarak üretilen eleman veya sistemlerin yük altındaki davranışının ortotropik olarak modellenmesinde kullanılabilir.

Abstract:
In this study, effects of moisture content on elastic properties of particleboards that are mainly used by furniture industry in Turkey were investigated. These properties are particularly important in the engineering analysis of furniture systems constructed with these materials. The properties which determined are; Young modulus (Ex, Ey, Ez), Poisson ratios (μxy, μxz, μyx, μyz, μzx, μzy) and shear modulus (Gxy, Gxz, Gyz). The sample boards of the study were randomly selected from only one of three different commercially manufacturers. Test samples which are 20 x 20 x 30 mm and 20 x 20 x 60 mm in size were prepared from the outer and inner layers of the boards were conditioned at temperature of 21°C and 35 %, 45 %, 55 %, 65 % and 75 % RH. The density and moisture content of the samples were determined and exposed to compression tests in order to obtain stress-strain diagrams. The elastic properties and compression strength of the samples tested were calculated using stress – strain diagrams. Elastic properties of the board layers are also significantly different. The average Young modulus in face layer of the particleboards tested by ultrasonic method in x direction 3167 N/mm2, in y direction 2958 N/mm2 and in z direction 555 N/mm2. İn x direction 1205 N/mm2, in y direction 954 N/mm2 and in z direction 156 N/mm2 in core layer. The average shear modulus in the face layer in xy direction 1477 N/mm2, in xz direction 657 N/mm2, in yz direction 629 N/mm2. in xy direction 613 N/mm2, in xz direction 217 N/mm2, in yz direction 187 N/mm2 in core layer. The average Poisson's ratio in face layer 0.42 and in core layer 0.65. In general, moisture content has more profound effect on the Young modulus than other elastic properties. Results obtained can be used in modelling the orthotropic behavior of elements or systems which are constructed using particleboard under loads.