Yapıştırıcı ile birleştirilmiş prizmatik geçmeli bağlantıların mekanik analizleri
The mechanical analyses of the prismatic plug-in joints combined with adhesive
Yazar: SİNAN AYDIN
Danışman: PROF. DR. AYDIN TURGUT
Fırat Üniversitesi / Fen Bilimleri Enstitüsü / Makine Mühendisliği Ana Bilim Dalı
Derece: Doktora, 2012
Konu: Makine Mühendisliği = Mechanical Engineering

Özet:
Bu çalışmanın amacı, yapıştırıcı ile birleştirilmiş prizmatik geçmeli bağlantıların mekanik analizlerinin yapılarak; bağlantı mukavemetine yüzey pürüzlülüğünün, yapıştırıcı kalınlığının ve bindirme mesafesinin etkisini tespit etmektir. Bu amaçla, üç farklı bindirme mesafesinde, üç farklı yapıştırma kalınlığında ve üç farklı yüzey pürüzlülüğünde metal numuneler üretilmiştir. Bu numuneler dört farklı yapıştırıcı kullanılarak birleştirilmiştir. Elde edilen bağlantılar ile eksenel çekme deneyleri yapılarak her bir bağlantının bağlantı mukavemeti tespit edilmiş ve elde edilen sonuçlar karşılaştırılarak sunulmuştur.Çalışmanın giriş bölümünde literatür araştırması ile ilgili bilgiler verilmiştir. İkinci bölümde kullanılan materyaller ve çalışma yöntemi açıklanmıştır. Üçüncü bölümde araştırma bulgularına yer verilmiş ve son bölümde çalışmadan elde edilen sonuçlar yorumlanmıştır.Çalışma deneysel ve sayısal olmak üzere iki kısımda yapılmıştır. Deneysel çalışmanın ilk aşamasında Devcon A, Devcon Titanyum, Akfix E300 ve Erde GTR adlı dört farklı özellikteki yapıştırıcılardan bulk numuneler hazırlanarak yapıştırıcıların gerilme-şekil değiştirme davranışları belirlenmiştir. İkinci aşamada metal numuneler yapıştırıcılar ile birleştirilerek elde edilen bağlantılara çekme deneyi uygulanmıştır.Çalışmanın sayısal kısmında yapıştırıcılar ve yapıştırılan malzemelerin gerilme-şekil değiştirme davranışları dikkate alınarak lineer ve non-lineer sonlu elemanlar yöntemiyle gerilme analizi yapılmıştır. Deneysel ve sonlu elemanlar analizlerinden elde edilen sonuçlar karşılaştırıldığında sonuçların uyumlu olduğu görülmüştür.Sonuç olarak, yüzey pürüzlülüğünün ve bindirme mesafesinin artması ile bağlantı mukavemetinin arttığı ancak bir noktadan sonra bu değerlerin artmasının bağlantının mukavemetine etkisinin olmadığı görülmüştür. Yapıştırıcı kalınlığının artmasının ise bağlantının dayanımını azaltmakla birlikte düzgün bir gerilme dağılımı oluşturduğu görülmüştür. Yapıştırıcılar arasında en yüksek çekme dayanımına sahip Akfix E300 ile birleştirilen bağlantıların dayanımının en fazla olduğu ve en düşük çekme dayanımına sahip non-lineer özellikteki Erde GTR ile birleştirilen bağlantıların dayanımının en az olduğu görülmüştür. Erde GTR'nin gerilme oranlarının çoğunlukla lineer özellikteki diğer üç yapıştırıcıya göre daha fazla olduğu ortaya çıkmıştır.Anahtar Kelimeler: Yapıştırıcı, Yüzey pürüzlülüğü, Prizmatik geçmeli bağlantı, Bağlantı mukavemeti.

Abstract:
The aim of this study is to determine the effects of surface roughness, adhesive thickness and overlap length on joint strength by conducting a mechanical analysis of prismatic plug-in joints bonded by adhesive. For this purpose, metal samples with three different types of adhesive thickness, three different types of surface roughness and three different types of overlap length were produced. These samples were combined by using a total of four different adhesives widely used in metal joint combining, three of which were epoxy-based adhesives, and the other one was an acrylic-based adhesive. The joint strength of each obtained joint was determined by subjecting them to axial tensile tests and the results are presented as a comparison.Information about the literature research was presented in the introduction section of the study. In the second section, the materials used and the method of the study were explained. The findings of the research were defined in the third section and the results obtained from the study were interpreted in the last section.The study was conducted in two aspects experimental and quantitative. In the first stage of the experimental study, bulk specimens were prepared from four adhesives with different characteristics, namely Devcon A, Devcon Titanium, Akfix E300 and Erde GTR, and then stress-strain behaviors of the adhesives were determined. In the second stage, tension testing was conducted on the joints obtained by binding the metal samples with adhesives.In the quantitative aspect of the study, a stress analysis was performed through the linear and non-linear finite elements method, by taking the shape-changing and stretching behaviors of the combined material into consideration. When the results obtained from the experimental and finite elements analyses were compared, it was observed that they were compatible.In conclusion, it was observed that the joint strength also improves upon increasing the surface roughness and the overlapping distance, but that the increase after a certain point in these values does not affect the joint strength. As a result of the increase in the adhesive thickness, the endurance of the joint decreased and the stress was observed to be uniformly distributed. It was observed that the joints combined with Akfix E300 have the highest tensile strength, whereas the lowest endurance belonged to the joints combined with Erde GTR, a non-linear adhesive with the lowest tensile strength. The stretching rates of Erde GTR were determined to be higher than the other three adhesives that are mostly linear.Key Words: Adhesive, surface roughness, prismatic plug-in joint, joint strength