5 Uluslararası İleri Teknolojiler Sempozumu (IATS 9), 3-5 Maıs 9, Karabük, Türkie YAPIŞTIRICI MALZEME İLE BİRLEŞTİRİLMİŞ Z TİPİ BAĞLANTILARDA BİNDİRME MESAFESİNİN ETKİSİ EFFECT OVERLOP OF DİSTANCE MECHANİCAL ANALYSİS OF ADHESİVE MATERİALS WİTH BONDED Z TYPE Bahattin İŞCAN a*, Hamit ADİN b ve Adın TURGUT c a, * Batman Üniversitesi Batman MYO, Batman, Türkie, E-posta: bahattini@ahoocom b Batman Üniversitesi Mühendislik-Mim Fak Makine Müh Batman, Türkie,E-posta: hadin@dicleedutr c Fırat Üniversitesi Mühendislik Fak Makine Müh, Elazığ,Türkie, E-posta: aturgut@firatedutr Özet Günümüzde birleştirme öntemi olarak apıştırıcıların kullanımı hızlı bir şekilde artmaktadır Başarılı bir apıştırmada en önemli parametreleri bulmak için birçok araştırma, geliştirme ve mühendislik çalışmaları apılmıştır Bu çalışmada Z şeklinde bükülmüş ve değişik apıştırıcılarla apıştırılmış çelik sacların gerilme analizi apılmıştır Çalışmada apıştırıcı kalınlığı mm ve bindirme açısı(θ=5º) alınarak b bindirme mesafesi değiştirilip analiz gerçekleştirilmiştir Analizde Sonlu Elemanlar Metodu(SEM) kullanılmıştır Bu metodun en agın programı olan Anss() tercih edilmiştir Analiz sonuçları ile denesel sonuçlar grafiklerle karşılaştırılmıştır Sonuçların oldukça ii bir uum gösterdikleri gözlenmiştir Anahtar kelimeler: Yapıştırıcı, Gerilme Analizi, Anss, Sonlu Elemanlar Metodu(SEM) Effect Overlop Of Distance Mechanical Analsis Of Adhesive Materials With Bonded Z Tpe Abstract The usage of adhesives as connecting on method is increasing rapidl in toda world Man of research, development and engineering have been made to find the most important parameters for a success adhesion In this stud, stress analsis of Z tpe bonded sheet that connected with various adhesives has been investigated The adhesive thickness was constant ( mm), b lap joint length and lap joint angles (θ=5º) were varied for analsis The Finite Element Method(FEM) with most common software of Anss() The eperimentall and mathematicall obtained results have been showed with graphs A fairl good agreement is observed of results Kewords: Adhesive; Stress Analsis; Anss; Finite Element Metho Giriş Yapıştırıcı, malzemeleri bir arada tutan madde olarak tanımlanır Yapışma, iki üzei moleküller, ionlar ve atomlar arası etkileşimden dolaı oluşan çekim kuvvetlerile bir arada tutturulması olarak tanımlanır Yapısal ve apısal olmaan apıştırma işlemi olarak iki temel apıştırıcı ile birleştirme tipi vardır Yapısal apıştırma, apının sürekliliğini kabetmeden ük taşıabilen apıştırıcı ile birleştirme sistemidir Yapısal apıştırıcılar; ükleri, apışan parçalar arasında iletmekte kullanılan apıştırıcılardır Yapısal apıştırıcılar, uza sanai, otomotiv endüstrisi, gemicilik vb birçok alanda kullanılmaktadır Yapıştırıcıların en büük fonksionu parçaları bir araa getirerek birleştirmektir Geleneksel mekanik birleştirme öntemlerinden daha düzgün bir gerilme dağılımı sağlar Arıca apıştırıcılar daha düşük maliet ve ağırlıkta bağlantının oluşturulmasına ek olarak mekanik birleştirme öntemlerine eşdeğer vea daha fazla bağlantı daanımı sağlaabilmektedir Yapıştırma bağlantılarının avantaj ve dezavantajları şunlardır; Avantajları; Düzgün gerilme dağılımı ve daha büük ük taşıma alanı temin edilmesi, İnce ve kalın malzemelerin birleştirilmesi, Benzer vea farklı malzemelerin birleştirilmesi, Yorulma ve tekrarlı ük daanımı, Düzgün üzeli birleştirme olanağı, Dış ortamlara karşı alıtım olanağı sağlaması, Birçok teknolojie kolalıkla ugulanabilir olması, Isı ve elektrik iletkenliğine karşı daanıklı olması, Yüksek darbe ve titreşim sönümleme kabilieti, Dikkat çekici daanım/ağırlık oranı, Mekanik birleştirme öntemlerinden daha kola ve ucuz olması, Sıkı geçme bağlantılarında daanımı ükseltebilmesi, Sert ve umuşak olan iki arı parçanın hasar görmeden birleşmesini sağlaması, Sızdırmazlık sağlaması, Klasik bağlantı şekillerine göre daha hafif olması, Cıvata, perçin gibi elemanlarca oluşturulan üze bozukluklarının apıştırıcı bağlantılarında görülmemesi Yapışma alanı bounca gerilme dağılımı düzgündür, Talaşlı imalat malietlerinin azalması ve daha kaliteli üretim gerçekleşebilmesi Dezavantajları; Parçaların birleştirilmesinin zor olması, üze hazırlığı ve temizliği gerektirmesi, Yapıştırıcının mekanik özelliklerinin zaman ve sıcaklığa bağımlılık göstermesi Düşük soulma daanımı ve darbe daanımı, Bağlantı a da apıştırıcının performansıla ilgili verilerdeki eksiklikler, Yapıştırma bağlantısının ömrünün çevresel etkilere bağlı olması, Metal apıştırıcılar belirli bir geçiş sıcaklığına sahiptirler Bu sıcaklık değerleri üzerinde mukavemet değerlerinin oldukça düşmesi, IATS 9, Karabük Üniversitesi, Karabük, Türkie
İşcan, B, Adin, H ve Turgut, A Ortam şartlarını ugun hale getirmek ve ugulama ekipmanlarının emini sonucu malietin ükselmesi, Metal apıştırıcı ugulanan üzee tam olarak aılmaması sonucu mukavemetin düşmesi, Nemli ve kimasal ortamlar bazı apıştırıcıların özelliklerini kötü önde etkiler ve mukavemetleri düşer, Metal apıştırıcılarının bazı çeşitleri devamlı ükleme durumunda sürünme gösterebilirler Yapıştırıcılar mukavemet açısından, apısal ve apısal olmaan apıştırıcılar olarak iki ana gruba arılır Yapısal apıştırıcılar; esnek, ısıa ve sıvıa daanıklı üksek kama mukavemetine sahiptirler Uçaklarda kullanılan apısal apıştırıcıların kama mukavemeti ii bir değere sahiptir Elastik uzama bakımından, apıştırıcıları sadece düzenli olarak orulma ükleri ile sınırlamak gerekir Arıca apıştırıcının, çatlaklar etrafında oluşan ükleri için de ekstra uzama kapasitesine sahip olması istenir Yapıştırıcılar önce film, macun, sıvı ve toz gibi çeşitli formlarda olabilirler Yapışma öncesi birleşme üzelerinin temiz olması gerekir Arıca apıştırıcının kuruma süresince kalınlık kabı da tasarım ve analiz açısından göz önüne alınmalıdır Bütün apıştırıcılar, kimasal apılarından dolaı kabuklaşma süresine sahiptirler Yani uzun ömürlü malzemelerdir Kabuklaşma birkaç ıl sürebilmektedir Yapışma için kullanılan apıştırıcı ve apışma astarları ugun soğuk hava depolarında saklanmalıdır [] Yapıştırıcı Çeşitleri Kimasal tipleri ve formları açısından ikie arılır; Kimasal tipleri açısından apıştırıcılar Formları açısından apıştırıcılar Kimasal Tipleri Açısından Yapıştırıcılar Kimasal reaksion ile sertleşen apıştırıcılar ve fiziksel değişim ile sertleşen apıştırıcılar olarak ikie arılır; a) Kimasal Reaksion İle Sertleşen Yapıştırıcılar En güçlü apıştırıcılar kimasal reaksion ile sertleşirler Bunlara apısal apıştırıcılar da denir Günümüzde kullanılan tipleri ve özellikleri şöledir: Anaerobikler Sızdırmazlık amacıla kullanılır Canoacrlate ler Yüzedeki nemin reaksionu ile sertleşirler Plastik parçaların birleştirilmesi için çok ugundur Sertleştirilmiş Akrilikler Oldukça hızlı sertleşirler Yüksek mukavemet ve sertlik istenen erlerde kullanılırlar Epoksiler Reçine ve sertleştiriciden oluşur Yüksek mukavemetli apışmalar elde edilir Poliüretanler İki bileşenli ve hızlı sertleşen apıştırıcılardır Darbe mukavemetine daanıklıdır Cam esaslı kumaşları apıştırmak için oldukça ugundur Modifie Edilmiş Fenolikler Yüksek mukavemet gerektiren metal ile metal, metal ile ağaç ve metal ile kompozit esaslı fren pabucu apışmaları için oldukça ugundur b) Fiziksel Değişim İle Sertleşen Yapıştırıcılar Kimasal reaksion ile sertleşen apıştırıcılara nazaran apışma mukavemetleri daha düşüktür Bunlara apısal olmaan apıştırıcılar da denir Endüstride agın kullanım alanlarına sahiptir Şu tipleri mevcuttur: Sıcak Eriikler Hafif üklere maruz kalan birleştirmelerde kullanılırlar Kauçuk Yapıştırıcılar Su ortamının a da çözülmenin kabolması ile sertleşirler Yüke maruz kalan erlerde ugun değildir PVA lar (Polvinl Acetates) Ağaç ve karton gibi gözenekli malzemelerin apışması için ugundur Endüstride geniş kullanım alanları vardır Basınç Gerektirmeen Yapıştırıcılar Tep ve etiket için ugun olan bu tip apıştırıcılar sertleşmemelerine rağmen çevre şartları (ük vb) durumlarını değiştirebilirler Form Açısından Yapıştırıcılar Yapıştırıcılar; macun, sıvı ve toz gibi çeşitli formlarda olabilirler Şu grupları vardır; a) Macun Tipi Yapıştırıcılar Metal a da kompozit parçaları birleştirmek için kullanılan iki bileşenli, oda sıcaklığında sertleşen apıştırıcılardır Yüksek viskozitee sahip olanları, mükemmele akın apışma sağlar b) Film Tipi Yapıştırıcılar Metalik a da kompozit malzemelerin apıştırılması a da apışmasına ardım etmesi için kullanılan epoksi esaslı apıştırıcılardır Kalın filmler Kompozit malzemelerin tamirlerinde ince filmler ise metal parçaların tamirlerinde kullanılır c) Düşük Vizkoziteli Yapıştırıcılar Epoksi reçine esaslıdır Oda sıcaklığında a da üksek sıcaklıklarda(-8 C) sertleşir Petek apılarından dolaı sandviç levhalarda kullanılır d) Düşük Yoğunluklu Yapıştırıcılar iki bileşenli, oda sıcaklığında sertleşebilen apıştırıcılardır Göçük a da dolgu tipi tamiri, kompozit kumaş tabakalarının apıştırılmasında kullanılır e) Reçineler Kompozit kumaşların emdirilmesi için kullanılan, iki parçalı düşük viskoziteli epoksi reçinelerdir f) Köpükler Kuruma süresince genişleen apıştırıcılardır Birleşmedeki boşlukları doldurur ve parçaları birbirine kuvvetlice apıştırır Kalınlıkları en az mm olur[] 3 Yüksek Sıcaklıklara Daanıklı Yapısal Yapıştırıcılar Genel olarak apıştırıcılar metal, seramik ve polimer malzemelerden oluşur Polimer, organik esaslı malzemeler oldukları için üksek sıcaklıklara daanma mukavemetleri düşüktür Polimer esaslı apıştırıcılar, termosetler ve termoplastikler olarak iki gruba arılır[3] Termosetler ve termoplastikler arasındaki en önemli fark, termosetlerlerin sertleşmesi için moleküler apıda çapraz bağların oluşması gerektiren, termoplastikler böle bağ oluşturmazlar Arıca termoplastiklerin ısıtılıp soğutulduklarında önce şekillerini tekrar kazanabilmeleri mümkünken termosetler sertleştikten sonra, tekrar ısıtıldıklarında bozulurlar Termoset malzemeler genelde termoplastik malzemelerden daha sert ve üksek sıcaklıklara daanıklıdır Termoset malzemelerin üretim zamanı, termoplastik malzemelere nazaran çok daha uzundur Yapıştırıcılar, belirli bir sıcaklığın üzerinde kimasal özelliğini kabederler Bu sıcaklığa umuşuma noktası denir Yumuşama noktası üksek olan apıştırıcılar, üksek sıcaklıklara daanıklı apıştırıcılardır Bütün polimer malzemelerin umuşama noktası düşüktür Bu üzden apıştırıcının üksek sıcaklığa daanımını arttırmak için, apıştırıcının kimasal bileşimdeki fenolik ve
İşcan, B, Adin, H ve Turgut, A epoksi reçine oranını artırmak a da polimer oranını düşürmek gerekir Metal apıştırıcılar olarak bilinen üksek sıcaklığa daanıklı, çok çeşitli malzemeler arasında mükemmel apışma sağlaan fenolik esaslı apıştırıcılar, ideal şartlarda ve ideal oranlarda karıştırılması sonucunda, apıştırıcıda kırılganlık olmaksızın üksek sıcaklıklarda üksek mukavemet vermenin anında ii bir dolgu malzemesi olarak da kullanılır Yapıştırılacak Yüzelerin Hazırlanması Yapıştırma bağlantıları, apıştırıcı ve üzeler arasında tam temas olmamasından olumsuz etkilenirler Başarılı bir apıştırma için tasarımda, ugun üze hazırlama öntemi ve ugun apıştırıcı belirlenmelidir Yüze hazırlığı birleştirmenin en kritik aşaması olup amacı; sürekli ve üksek daanımlı bir apıştırma bağlantısı sağlaacak üzelerin oluşturulabilmesidir Pratik olmamasına karşın, apıştırılacak malzemelerin, oksit, boa, krom ve fosfor gibi tabakaların araa girmeden apıştırıcıla direkt temas etmesi istenir Bu tabakalara Zaıf Sınır Tabakalar denir Bu tabakaları ihtiva eden malzemeleri apıştırma öntemile bir araa getirme çabası, tozlu bir üzee basınca hassas bant ugulamasına benzer Bu şartlar altında apıştırıcı, apıştırılacak malzeme üzeleri ile asla temas içinde olmaacaktır [] Yapıştırma için apılan üze hazırlık önteminin seçimi sistemli bir aklaşım gerektirir Görünürde olan a da olmaan birçok faktör bu seçimi etkiler Parça boutu kullanılan donanımlar görünürde olan faktörler arasındadır Bağlantı daanımının zaıflamasına neden olabilecek banoda aktif kimasalların hızlı tüketimi vea abancı materallerin toplanması daha az görünürde olan faktörlere örnek olarak verilebilir Tatmin edici bir üze hazırlığı apılmadığı takdirde bağlantı, üzelerin temas bölgesinden kopacaktır Doğru üze hazırlama apıldığında, apıştırıcı vea astardan beklenen kuvveti elde edebilecektir Kopmalar apıştırıcının kohezon kuvvetinin aşılması ve apıştırıcı tabakasının ikie arılması şeklinde olacaktır Yüze hazırlama, alnızca apıştırma bağlantısının başlangıçtaki daanımı için değil, anı zamanda uzun süreli daanımı için de çok önemlidir Yapışma mekanizması şunlara bağlıdır: Yapıştırıcı üzee apışma kuvveti(adhezon) Yapıştırıcının iç kuvveti(kohezon) Adhezon iki farklı maddenin temas üzelerindeki apışma kuvvetidir Van der Waals kuvvetleri olarak adlandırılan çekim ve üzee tutunma fiziksel kuvvetleri apışmada en önemli faktördür Eğer apıştırıcı tam olarak temas edemezse, bu moleküller arası kuvvetler oldukça zaıflar Bu nedenle apıştırıcının üze pürüzlerine tam olarak nüfuz etmesi ve bütün üzei ıslatması gerekir Dolaısıla, apıştırmanın kuvveti hem üzein ıslatılmasına hem de üzein apışma özelliklerine bağlıdır Yüze gerilimi, apıştırıcı sürülen üzee ve apıştırıcının viskozitesine bağlıdır Yüzede kirlerin bulunması ıslatmaı olumsuz etkiler[5] Kohezon, moleküller arasında bulunan ve apıştırıcıı bir arada tutan kuvvettir Kohezonu, moleküller arası çekim(van der Waals) kuvvetleri ve primer moleküllerin kendi aralarında kenetlenmesi etkiler Bir zincirin kuvveti en zaıf halkası tarafından belirlenmesi kuralına ugun olarak, apıştırmada adhezon ve kohezon kuvvetleri aklaşık eşit olmalıdır Adhezon kuvvetleri şu şekilde arttırılabilir Yağ alma vea mekanik aşındırma ile istenmeen üze tabakalarının temizlenmesi, Primer ile kaplaarak aktif bir üze oluşturulması, Aşındırma, düşük plazma işlemi vs ile üze etkinliklerinin değiştirilmesi Birçok plastik ve metal malzemede, basit zımparalama vea çözelti ile temizleme öntemi kullanılır Ancak bazı metallerde, ii bir apışma vea uzun vadeli ortam şartlarına daanım elde etmek için bu basit üze hazırlama öntemleri eterli olmaabilir Kirli metal üzeler çoğunlukla bir oksit tabakasıla kaplıdır ve bu tabaka ağ alma ile temizlenmez Böle durumlarda; kumlama, zımparalama, taşlama vea fırçalama gibi mekanik ön işlemler gereklidir Yapıştırma bağlantılarının daanımı üzerine üze pürüzlüğünün önemli derecede etkisi vardır Bu etki malzemenin üze alanını artırarak sağlanır Dolaısıla malzeme ve apıştırıcı arasındaki kimasal bağlar artar Zımparalama geniş üzeleri temizlemek için ii bir öntemdir Çok kalın zımpara kullanmamak kadıla, bu öntemle istenen üze pürüzlülüğü elde edilir Bağlantı daanımı genellikle üze pürüzlülüğünün derecesine bağlıdır Aşırı pürüzlü üzeler bağlantıda boşluklar oluşturacağından daanımı olumsuz önde etkiler 5 Yapıştırıcıların Ugulanması Yapıştırıcılar genel olarak sıvı ve film formunda olduklarından apışma işlemi de apıştırıcının formuna göre ikie arılır; sıvı apıştırıcıların apışması ve film apıştırıcıların apışması Çalışmamızda sıvı apıştırıcı kullanılmıştır Sıvı apıştırıcılar en az iki bileşenden oluşur Yapışma öncesi bunları belirli oranlarda karıştırılması gerekir Karıştırma işleminin ve karışım oranlarının anlış apılması, apışmanın kalitesini etkiler Bu üzden karıştırma işlemi itina ile apılmalıdır Yapışma işleminde iki parçadan fazla parça kullanılıorsa, apışma işleminin apılmadığı üzeler maskelenmelidir İlk apışma işlemi bitikten sonra bu maskeler açılmalı, temizlenmeli ve bir sonraki apışma kademesine geçilmelidir Eğer apıştırılacak üzeler eğriliğe sahipse, apıştırıcı kalınlığı merdane ile aarlanmalıdır Arıca apışma işleminde hava kabarcığı apmamaa da özen gösterilmelidir[6] 3 Problemin Tanımlanması Çalışmamızda apıştırıcı ile birleştirilmiş Z şeklindeki bağlantıların çekme üküne maruz halde oluşan gerilme dağılımları incelenmiştir Bindirme mesafesinin açısız kısmı b açılı kısmı ise a olarak tanımlanmıştır a bindirme mesafesi sabit iken b bindirme mesafesinin değiştirilmesile gerilmeler üzerindeki etkisi araştırılmıştır İki arı apıştırıcı kullanılmıştır θ=5º ve apıştırıcı kalınlığı mm alınmıştır Numunelerin ölçüleri ve apıştırıcıların özellikleri aşağıda çizelgeler halinde verilmiştir Yapıştırılan levhaların elastisite modülü GPa, poisson oranı 3, kama gerilmesi 8 GPa, akma daanımı kg/cm ( Fe 9Cr 5Mo C 8B 3Er ) olan çelik plakalar seçilmiştir Plakaların ölçüleri çizelge 3 de verilmiştir Her plakadan 8 er tane imal edilmiştir Plakalar apıştırılıp er tane numune elde edilmiştir Çekme deneleri esnasında
İşcan, B, Adin, H ve Turgut, A eksen kaçıklığını önlemek için çelik destek elemanlarıla desteklenmiştir Şekil Yapıştırıcı ile birleştirilmiş Z tipi bağlantı Yapıştırıcı olarak iki çeşit apıştırıcı kullanılmıştır Birinci tür apıştırıcı (E apıştırıcısı); üksek mukavemetli, çekme apmaan, kristal şeffaflığında, sua ve kimasallara karşı dirençli, hava şartlarına ve solventlere geniş ısı aralığında mükemmel mukavemet gösterir Çizelge Plakaların ölçüleri Plaka Ölçüleri (mm) Açısız bindirme Mesafesi (b) (mm) Açılı bindirme Mesafesi (a) (mm) Açı (θ) 8 3 3 5º 5 3 5º 8 3 5 5º 3 5 5 5º İkici tür apıştırıcı (W apıştırıcısı); sertleştikten sonra geniş bir sıcaklık aralığında basınç, ük, hava şartları ve neme karşı mükemmel direnç gösterir Aşırı üze temizliği gerektirmez Yapıştırıcıların fiziksel özellikleri çizelge 3 ve çizelge 33 te verilmiştir 3 Yapıştırıcıların Mekanik Özelliklerinin Belirlenmesi Genellikle mekanik davranış; ük altında malzemelerin bünesinde medana gelen gerilme-şekil değiştirmeleri açıklaan en genel kavramdır Yapıştırıcıların mekanik davranışları, plastikler için geliştirilmiş standartlara ugun olarak hazırlanmış numunelerin çekme cihazına bağlanıp çekilmesile belirlenmiştir[7] Yapıştırıcıların mekanik değerlerini bulmak için bulk numuneler kullanılmıştır İzmir de bulunan İzoreel firması tarafından şekil 33 te ölçüleri verilmiş olan kalıp üretilmiştir Yapıştırıcılar kalıba dökülerek bulk numuneler hazırlanmıştır Bulk numunelere çekme denei ugulanarak mekanik değerler tespit edilmiştir Şekil Bulk numuneler için standart çekme numunesi (ISO 57-)(Tüm ölçüler mm dir) Bulk numunelerin çekme deneleri Erzurum Atatürk Üniversitesi Makine Mühendisliği laboratuarlarındaki bilgisaar kontrollü Shimadzu ( kn) üniversal test cihazında, video etensiometre kullanılarak oda sıcaklığında mm/dk lık çene hızı ve %5 nem ortamında apılmıştır Deneler sonucunda elde edilen birinci tür apıştırıcının gerilme-şekil değiştirme diagramı şekil 3 te gösterilmiştir Grafik doğrua akındır Çünkü doğruluk oranı 8698 dir Dolaısıla numune akmaa uğramadan kopmuştur Bu nedenle elastik gerilme analizi apılmıştır Çizelge Sertleşme öncesi tür apıştırıcının (E apıştırıcısı) fiziksel özellikleri Renk Şeffaf Karışım Oranı, Hacimce : Karışım Viskozitesi 8 cps Karışımla çalışma süresi dakika Kuruma Süresi saat Özgül Hacim 9 cm 3 /gr Saflık % Çizelge 3 Sertleşme öncesi tür apıştırıcının (W apıştırıcısı) fiziksel özellikleri Renk Kırık beaz Viskozite 55, cps Özgül Hacim 99 gr/cm 3 Karışım sonrası ma 3 dakika ugulama süresi İlk kuruma süresi 5 dakika Tam kuruma süresi saat Saflık % Şekil 3 Birinci tür apıştırıcının (E apıştırıcısı) gerilmeşekil değiştirme diagramı Yapılan deneler sonucunda ikinci tür apıştırıcının (W apıştırıcısının) bulk numunelerinden şekil 35 te görülen diagram elde edilmiştir Şekilden görüldüğü gibi elde edilen eğri aklaşık bir doğrudur Eğrinin doğruluk oranı 8789 olduğundan aklaşık bir doğrudur[8] Bu nedenle bu apıştırıcıda da elastik gerilme analizi apılmıştır Deneler, Fırat Üniversitesi Mühendislik Fakültesi Makina Mühendisliği nde bulunan Instron (5Kn) çekme makinasında oda sıcaklığında %5 nem ortamında ve mm/dk lık çene hızı ile apılmıştır Denelerde numuneleri çekmee başladıktan sonra sırılma ve kopma apıştırıcı bölgesinden olmuştur[6]
İşcan, B, Adin, H ve Turgut, A 36, 37, 38, 39, 3, 3, 3, 33) ( = önündeki çekme gerilmeleri, = önündeki çekme gerilmeleri, τ = Kama gerilmeleri, :Von Misses akma gerilmeleri) Şekil İkinci tür apıştırıcının (W apıştırıcısının) gerilmeşekil değiştirme diagramı Bulk numunelerin çekme deneleri sonucunda çizelge 3 te görülen mekanik değerler elde edilmiştir Çizelge Yapıştırıcıların mekanik değerleri ( N / m m ) Mekanik Değer Test Met E W Elastisite Mod(E) ISO 78 6855 957 Poisson oranı(υ ) ISO 57 8 3 Saısal analizde Anss programı kullanılmıştır Geometrii oluşturmak için ilk önce noktalar(kepoint) oluşturulmuştur Daha sonra noktaların birleştirilmesi ile çizgiler(line), çizgilerin birleştirilmesi ile alanlar(area) oluşturulmuştur[8] Geometrinin sonlu elemana(mesh) bölünmüş hali şekil 36 da görüldüğü gibi apılmıştır Çelik malzemenin ve apıştırıcıların mekanik değerleri ile ükler verildikten sonra çözüm apılmıştır Numunelerin kopma ükünü bulmak için her numunee ait olan bir aklaşım programı apılmıştır Birinci tür apıştırıcı (E apıştırıcı) için elde edilen bulk numune maksimum değeri olan 36993 ( N / m m ) ile Anss te elde edilen maksimum Von Misses değerleri ile karşılaştırılmıştır Bu değer bulk numunenin maksimum gerilme değerine aklaştığında bu numune için kopma gerilmesi bulunmuş demektir Bulunan değerin apışma alanı ile çarpması sonucu numunenin kopma ükü bulunmuştur Anı işlem ikinci tür apıştırıcının (W) bulk numunesinden elde edilen 8755 ( N / m m ) için de apılmıştır Şekil 5 Numunelerin meshlenmiş hali (MPa) (MPa) (MPa) (MPa) 5 35 3 5 5 5 6 8 6 3 Şekil 6 a=3 mm durumunda 5 35 3 5 5 5 3 9 5 7 33 39 5 Açılı bindirme mesafesi(a)(mm) Şekil 7 a=5 mm durumunda 5 5 6 8 6 3-5 - Şekil 8 a=3 mm durumunda 3 - - -3-5 9 3 7 5 9 33 37 Şekil 9 a=5 mm durumunda b=3 mm (E) b=5 mm (E) b=3 mm (W) b=5 mm (W) b=3 mm (E) b=5 mm (E) b=3 mm (W) b=5 mm (W) b=3 mm (E) b=5 mm (E) b=3 mm (W) b=5 mm (W) 5 b=3 mm (E) b=5 mm (E) b=3 mm (W) b=5 mm (W) Çizelge 35 te apıştırıcıların analiz sonuçları denesel sonuçlarla karşılaştırılmıştır Kopma üklerini elde etmek için gerilme değerleri levhaların alın alanı ile çarpılmıştır(3 mm3 mm) Yapıştırıcıların aklaşım oranlarına bakıldığında denesel değerlerin analiz değerlerine akın olduğu görülmüştür(çizelge 35) Sonlu elemanlar analizi ile bulunan değerler ecele aktarılıp her iki apıştırıcı için grafikler çizilmiştir[6] (Şekil
5 7 33 39 5 8 6 3 8 6 3 İşcan, B, Adin, H ve Turgut, A τ (MPa) 5 35 3 5 5 5 b=3 mm(e) b=5 mm(e) b=3 mm(w) b=5 mm(w) (MPa) 8 6 8 6 7 5 9 33 37 5 b=3 mm(e) b=5 mm(e) b=3 mm(w) b=5 mm(w) 6 5 9 3 Şekil a=3 mm durumunda τ Açılı bindirme mesafesi(mm) Şekil a=3 mm durumunda τ (MPa) 6 5 3 b=3 mm(e) b=5 mm(e) b=3 mm(w) b=5 mm(w) (MPa) 6 8 6 b=3 mm(e) b=5 mm(e) b=3 mm(w) b=5 mm(w) 3 9 6 Şekil a=5 mm durumunda τ Şekil 3 a=3 mm durumunda Sonuçlar Numune Grup No Çizelge 3 Yapıştırıcıların analiz ve denesel üklerinin karşılaştırılması tür apıştırıcı( E apıştırıcısı) Denesel (Bulk) ANSYS(SEM) Anss Denesel Ma Gerilme Gerilmesi Ugulama Kopma (MPa) (MPa) Yükü(N) Yükü(N) Yaklaş Oranı (Anss Y/ Denesel Y) 36993 369 66 339 9688 36993 373 559 398 996 3 36993 375 95 335 8985 36993 3665 935 95 736 tür apıştırıcı( W apıştırıcısı) 8755 83 888 83 3786 8755 98 9 8565 37 3 8755 866 8977 8335 3578 8755 85 895 859 383786 Çalışmamızda şu sonuçlara varılmıştır; -) Grafiklerde W apıştırıcısının gerilme değerleri(,, τ, (Von Misses: akma gerilmeleri) E apıştırıcısından daha üksek çıkmıştır Bunun sebebi W apıştırıcısının mekanik değerlerinin daha büük olmasıdır -) Her iki apıştırıcıda da b bindirme mesafesi arttıkça,, τ ve gerilmeleri azalmıştır 3-) Her iki apıştırıcıda da geometrik değişimler maksimum gerilmeler üzerinde dikkate değer etkiler oluşturmuştur -) Her iki apıştırıcıda da b bindirme uzunluklarındaki artışın, apıştırıcı tabakasının gerilme değerlerinde düşüşe sebep olduğu görülmüştür Kanaklar [] Airbus Industrie, Process and Material Specification: Bonding of Aluminum Allos, France, 995 [] Ciba-Geig, Ciba Composite: Redu Bonding Techonolog, duford-chambridge, Pub No RGU A, 993 [3] Ljungstorm, O, Raner, CA, Bonded Aircraft Structures: Design Aspects of Bonded Structures and High Temperature Adhesives, Duford- Chambridge, 957 [] Aktaş, R ve Otobatmaz, I, Kompozit Malzemeler ve Havacılık Sanaindeki Ugulamaları, Seminer Notları, Ankara, 995 [5] Adın, MD, Yapıştırıcı İle Birleştirilmiş Tek Tesirli Bindirme Bağlantısının Mekanik Özelliklerinin Denesel ve Teorik İncelenmesi, Doktora tezi, Atatürk Üniversitesi Fen Bilimleri Enstitüsü, 3s, 3 [6] İşcan, B, Yapıştırıcı Malzeme İle Birleştirilmiş Z Tipi Bağlantıların Mekanik Analizi, Doktora Tezi, Fırat Üniversitesi Fen Bilimleri Enstitüsü, 7 [7] Temiz, Ş Aplication of Bi-adhesive In Double-Strap Joints Subjected To Bending Moment J Adhesion Sci Technol, 57-56, 6 [8] Adin, H, Yapıştırıcı İle Birleştirilmiş Ters Z Tipi Kompozit Malzemelerinin Mekanik Analizi, Doktora Tezi, Fırat Üniversitesi Fen Bilimleri Enstitüsü, 7