Yapıştırıcı ile birleştirilmiş bağlantıların mukavemeti üzerine takviye edilmiş bindirme bölgesinin etkilerinin araştırılması
The influences of reinforced overlap regions on the strength of adhesive joints
Yazar: SELAHATTİN TOPÇUOĞLU
Danışman: PROF. DR. MURAT YAVUZ SOLMAZ
Fırat Üniversitesi / Fen Bilimleri Enstitüsü / Makine Mühendisliği Ana Bilim Dalı / Mekanik Bilim Dalı
Derece: Yüksek Lisans, 2024
Konu: Makine Mühendisliği = Mechanical Engineering

Özet:
Yapıştırıcı ile birleştirilmiş bağlantıların mekanik davranışları, bağlantının geometrik özellikleri ve bağlantıyı oluşturan malzemelerin özellikleri gibi birçok parametreye bağlıdır. Bu durum bağlantının mekanik davranışını tahmin etmeyi zorlaştırmaktadır. Yapıştırıcı ile birleştirilmiş bağlantıların mekanik davranışını anlayabilmek için birçok çalışma yapılmış ve farklı modeller önerilmiştir.
Bu çalışmada eksenel çekme yüküne maruz bırakılmış yapıştırıcı ile birleştirilmiş tek tesirli bindirmeli bağlantılar ve hibrit bağlantıların (perçinlenmiş yapıştırmalı bağlantı) bindirme bölgesinde takviye malzemesi kullanımının bağlantı dayanımı üzerindeki etkileri deneysel ve sayısal analizler ile incelenmiştir. Deneysel çalışmalarda üretilen numunelerde 3M DP490 yapıştırıcı, yapışan parça olarak DIN Ck75 (SAE / AISI 1075) çelik, takviye malzemesi olarak AA 1050 H14 alüminyum ve hibrit bağlantılar için alüminyum gövde paslanmaz çelik çivili perçin kullanılmıştır. Deneysel çalışmalar için üretilen numuneler çekme test cihazı ile eksenel çekme yüküne tabi tutularak hasar yükleri belirlenmiştir. Sayısal çalışmalar için oluşturulan modellerin mekanik davranışları ve gerilme analizleri sonlu elemanlar yazılımı olan ANSYS 2024 paket programı kullanılarak gerçekleştirilmiştir.
Gerilme analizlerinde bağlantı dayanımı üzerinde etkili olan bindirme mesafesi, bindirme bölgesinde takviye malzemesi kullanımı, takviye malzemesi uzunluğu ve perçin kullanımı parametreleri incelenmiş olup sayısal ve deneysel çalışmalar ile elde edilen sonuçlar karşılaştırılarak sunulmuştur. Bindirme mesafesi artışı, takviye malzeme kullanımının ve takviye malzeme uzunluğunun bağlantı dayanımlarında artışa sebep olduğu belirlenmiştir. Oluşturulan bağlantılara eklenen perçinlerin de bağlantı dayanımlarına olumlu katkısının olduğu görülmüştür.

Abstract:
The mechanical behavior of adhesive bonded joints depends on several parameters such as the geometric properties of the joint and the properties of the materials constituting the joint. This complexity makes it challenging to predict the mechanical behavior of adhesive bonded joints. Numerous studies have been conducted to understand the mechanical behavior of adhesive bonded joints and different models have been proposed.
In this study, the effects of using reinforcement material in the bonding region of adhesive bonded single lap joints subjected to axial tensile load, as well as hybrid joints (riveted adhesive joints), have been investigated through experimental and numerical analyses. In the experimental studies, samples were produced using 3M DP490 adhesive, DIN Ck75 (SAE / AISI 1075) steel as the adherend, AA 1050 H14 aluminum as the reinforcement material, and stainless steel riveted pins for hybrid joints. Samples produced for experimental studies were subjected to axial tensile load using a tensile testing machine to determine failure loads. Mechanical behaviors and stress analyses of the models created for numerical studies were performed using finite element analysis software, specifically ANSYS 2024 package program.
Stress analyses examined parameters such as lap length, use of reinforcement material in the bonding region, reinforcement material length, and use of rivets, which affect the joint strength. The results obtained from numerical and experimental studies were compared and presented. It was found that an increase in lap length, use of reinforcement material, and length of reinforcement material led to an increase in joint strengths. Additionally, it was observed that the addition of rivets to the joints had a positive contribution to joint strength.