Civata - somun bağlantılarında sonlu elemanlar yöntemiyle gerilme analizi

Abstract

Ön yüklemeli cıvata bağlantıları dinamik yüklerin etkisinin azaltılması ve sızdırmazlığın sağlanması için bir çok sistemde zorunlu olarak kullanılmaktadır. Bu tür bağlantılarda cıvata ve parçaların katılığının belirlenmesi, parça ve civatada meydana gelen deformasyonların tespiti için önem arz etmektedir. Civataların katılığı tam olarak tespit edilmekle birlikte parçaların katılığının belirlenmesinde ampirik formüller kullanılmaktadır. Özellikle kesit alanının hesaplanmasında deformasyonun meydana geldiği koni dikkate alınarak hesaplamalar yapılmaktadır. Bu amaçla en çok kullanılan ampirik formüllerden biri Rotscher denklemidir.Bu tez çalışmasında cıvata-somun bağlantılarında, bağlanan parçaların katılığının hesaplanmasında kullanılan ampirik Rötscher formülünün geçerliliği sonlu elemanlar yöntemi (SEY) kullanılarak araştırılmıştır. Bu amaçla ön yüklemeli bir bağlantıda Rotscher formülünde yer alan parametreler ayrı ayrı test edilerek formülün doğrulaması yapılmıştır.Diğer yandan ön yüklemeli bağlantılarda kullanılan gerilme üçgeni SEY kullanılarak araştırılmıştır. Gerilme üçgeninde işletme kuvveti etki ettikten sonra parçalarda ve cıvatada meydana gelen gerilme ve gerinimler (kuvvet ve şekil değiştirmeler) tespit edilerek işletme kuvvetinin parça ve cıvatalar tarafından ne ölçüde paylaşıldığı araştırılmıştır.Ampirik Rötscher formülü ve sonlu elemanlar yöntemi ile elde edilen sonuçların birbiri ile uyumlu olduğu görülmüştür. Ön yüklemeli bağlantılarda işletme yükünün parça ve cıvata arasında dağılımına ilişkin kabul ile sonlu elemanlar yöntemi ile elde edilen dağılım arasında farklılıklar tespit edilmiştir. Bu farklılıkta deformasyonların gerçekte homojen olmamasından kaynaklanmaktadır.