Nokta kaynaklı konstrüksiyonların bilgisayar destekli yorulma ömür hesaplamaları ve deneysel yöntemlerle doğrulanması
Computer aided fatigue life calculations of spot welded construction with experimental verification
- Tez No: 166602
- Danışmanlar: PROF. DR. TUNCER TOPRAK
- Tez Türü: Yüksek Lisans
- Konular: Makine Mühendisliği, Mechanical Engineering
- Anahtar Kelimeler: Belirtilmemiş.
- Yıl: 2005
- Dil: Türkçe
- Üniversite: İstanbul Teknik Üniversitesi
- Enstitü: Fen Bilimleri Enstitüsü
- Ana Bilim Dalı: Makine Mühendisliği Ana Bilim Dalı
- Bilim Dalı: Belirtilmemiş.
- Sayfa Sayısı: Belirtilmemiş.
Özet
NOKTA KAYNAKLI KONSTRÜKSİYONLARIN BİLGİSAYAR DESTEKLİ YORULMA ÖMÜR HESAPLAMALARI VE DENEYSEL YÖNTEMLERLE DOĞRULANMASI ÖZET Kaynak, özellikle otomotiv sektöründe çok kullanılan bir birleştirme yöntemidir. Nokta kaynağı, seri üretime elverişliliği nedeniyle en çok tercih edilen kaynak yöntemidir. Nokta kaynaklarının yorulma ömrünün doğru hesaplanması, otomotiv sektöründe tasarım ve üretim bölümlerinin karşılaştığı en güç problemlerden biridir. Genel olarak meydana gelen hasarların tamamına yakınının (%90) yorulma nedeniyle kaynaklandığı göz önüne alınırsa, çevrimsel yüke maruz kalan tasarımlar için gerçekleştirilecek yorulma hesaplarının değeri ortaya çıkar. Yorulma ömrü hesaplamaları için teorik yaklaşımlar kullanılabilir, deneysel çalışmalar yapılabilir ya da bilgisayar destekli analizler gerçekleştirilebilir. Teorik yaklaşımların uygulama zorluğu, deneysel çalışmaların da hem uzun sürmesi hem de yüksek maliyetli olmalarından dolayı bilgisayar destekli yorulma hesaplamaları, gelişen bilgisayar teknolojisi ile beraber son zamanlarda tercih edilen bir çözüm şekli olmuştur. Günümüz piyasa şartlan dikkate alındığında firmaların rekabet edebilmek için en kısa sürede daha iyi, daha sağlam, daha hafif, daha güvenli ve daha ucuz tasarımlara ulaşmaları gerekir. Doğru sonuçlara ulaşabilmek için fiziksel sisteme ait mümkün olan bütün ayrıntıların bilgisayar ortamına aktarılması gerekir. Ancak sistemin ayrıntılı modellenmesi çözümü imkânsız kılabilir. Örneğin, bir otomobil üzerinde farklı kalınlık ve alaşımlara sahip sac parçalarının birleştirilmesinde 5,000 nokta kaynak kullamlmaktadn-. Otomobil üzerindeki bütün kaynakların ayrıntılı bir şekilde modellenip günümüz bilgisayarlarında çözülmesi mümkün değildir. Bu nedenle yapının dinamik davranışının modellenmesi için kaynak bölgesinde daha basit modelleme teknikleri kıülanılmaktır. Nokta kaynaklı konstrüksiyonlann yorulma ömürlerinin tahmin edilmesi için kullanılan çok sayıda yazılım bulunmaktadır. Bu çalışmada, nokta kaynaklı konstrüksiyonlann yorulma ömür tayini hesaplarında kullanılan bilgisayar destekli uygulamaların güvenilirliği tartışılmıştır. Çalışma kapsamında otomotiv sektöründe çok kullanılan U profil kullanılmıştır. Sac kalınlığının yorulma ömrü üzerindeki etkisini ortaya çıkarmak için 1 mm, 1.5 mm ve 2 mm olmak üzere üç kalınlık alternatifi seçilmiştir. Profillerin katı modelleri ve sonlu elemanlar ağ modeli ANSYS yazılımında oluşturulup, sonlu elemanlar analizi ANSYS çözücüsü ile gerçekleştirilmiştir. Bu analizler neticesinde nokta kaynak civarında elde edilen gerilme değerleri ile test sırasında Strain-Gage'ler aracılığıyla ölçülen gerilme değerleri karşılaştırılmıştır. 1 mm kalınlık için 20 numune, 1.5 mm ve 2 mm kalınlığa sahip saclardan ise 10'ar adet imal ettirilmiş ve İstanbul Teknik Üniversitesi Mukavemet Laboratuarında yorulma testleri gerçekleştirilmiştir. Aynı sınır şartlan ANSYS ortamından gelen gerilme yığılması değerleri ile birleştirilerek FEMFAT yazılımında sanal testler yapılıp gerçek test sonuçlarıyla kıyaslanmıştır. xı
Özet (Çeviri)
COMPUTER AIDED FATIGUE LD7E CALCULATIONS OF SPOT WELDED CONSTRUCTIONS WITH EXPERIMENTAL VERD7ICATION SUMMARY Welding is one of the mostly used joining techniques especially in automotive and aerospace industry. Spot welding is being widely used because it is very suitable for mass production. The accurate fatigue life calculation of spot welds is one of the most difficult problems faced by the design and production departments in automotive and aerospace industry. It is widely recognized that approximately 90 percent or more of mechanical failures arise from fracture and fatigue problems, so the value of fatigue life calculations of designs which work under cyclic loading is understood. To estimate the fatigue life of components theoretical assumptions can be done and experimental works or computer aided computations can be carried out. The difficulty of the theoretical work and high cost and time of the experimental works make the computer aided fatigue calculations more attractive now with the improving computer technology. Companies must get better, stronger, lighter, safer and less costly products in less time to keep competing in the today's competitive market. All the details of the physical system must be modeled in virtual environment to reach the accurate solutions. But the detailed modeling can make the solution impossible. For example, the typical car body contains about 5,000 spot welds joining a mixture of sheet metal material types and thicknesses. It is not possible to solve a detailed modeled automobile body with today's computers. So, simpler modeling techniques are being used in the spot welded region to determine the dynamic behavior of components. There are many software which make fatigue life computations of spot welded components. In this work, the reliability of computer aided fatigue life calculations of spot welded constructions was discussed. U profile was selected which is used mostly for fatigue tests in automotive industry for this work. Three different sheet metal thicknesses as 1 mm, 1.5 mm and 2 mm were chosen to find out the effect of sheet thickness on fatigue life of spot welded components. Finite element solutions were carried out in ANSYS solution environment after solid models and finite element models were created in ANSYS preprocessing environment. The stress results of spot welded regions derived from ANSYS were compared with the measurements taken by strain-gages during the fatigue tests. 20 specimens for 1 mm thickness, 10 specimens for both 1.5 mm and 2 mm thickness were produced and fatigue tests of specimens were carried out at Mechanics of Materials Laboratory of Istanbul Technical University. Virtual fatigue tests were made in FEMFAT environment using the same boundary conditions and the stress results coming from ANSYS solution, and compared with the fatigue test results. xn
Benzer Tezler
- Paslanmaz çeliklerin kaynağında içyapının belirlenemsi
Estimation the microstructure of stainless steel welds
MERT UĞUR
Yüksek Lisans
Türkçe
2005
Makine Mühendisliğiİstanbul Teknik ÜniversitesiMakine Mühendisliği Ana Bilim Dalı
DOÇ.DR. MURAT VURAL
- The Effect of welding and design parameters on the quality of the resistance spot welding (RSW) joints
Direnç nokta kaynaklı birleşimlerde kaynak ve dizayn parametrelerinin kaynak kalitesine etkileri
UĞUR EŞME
Yüksek Lisans
İngilizce
2002
Makine MühendisliğiÇukurova ÜniversitesiMakine Mühendisliği Ana Bilim Dalı
DOÇ. DR. MELİH BAYRAMOĞLU
- Galvanizli ve ostenitik paslanmaz çelik sacların nokta kaynaklı bağlantılarının yorulma dayanımlarının araştırılması
The investigation of the fatigue strength of the spot welded galvanized and austenitic stainless steel sheets
AHMET AKKUŞ
Doktora
Türkçe
2006
Makine Mühendisliğiİstanbul Teknik ÜniversitesiMakine Mühendisliği Ana Bilim Dalı
DOÇ.DR. MURAT VURAL
- Bitki su-üretim fonksiyonlarının eldesinde kullanılan noktave çizgi kaynaklı yağmurlama tekniklerinin karşılaştırılması
Comparison of point and line source sprinkler techniques for obtaining crop water yield production functions
CAFER KARA