Bu çalışmada geometrik konum farklılıklarında punta kaynağında oluşan kayma geriliminin klasik hesaplama yöntemiyle arasında olan farklılıkları inceleyeceğiz.
Geneleksel yöntemde punta kaynağının hesabı ;
T = F / A
Formülüne göre hesaplanır ve punta kaynağının alanı uygulanan kuvvete bölünür. Bu denklemde geometrik konumlandırma ile ilgili bilgi yoktur. Örneğin kuvvete dik veya yatay konumda duran punta kaynaklarının alanları , adetleri sayısınca çarpılır ve aynı sonuç alınır. Araştırma konumuz buradan başlamakta ve konum farklılığının kayma gerilmesini değiştirip değiştirmeyeceğine bakılmaktadır.
Deneylerde kullanılacak geometrik koordinatlar aşağıdaki şekilde verilmiştir.
Test Metodu :
Testler ANSYS ortamında yapılacak. Sonuçlar klasik metodla karşılaştırılacaktır.
ANSYS İçin Bazı değerlerin tanıtılması :
Mesher metodu : Solid95
Elastiste Modülü : 200.000 MPA
Poisson Oranı : 0,3
Mesh Ağı : Aşağıdaki şekildeki gibidir.
Sınır şartları :
Yukarıdaki şekilde görüldüğü gibi Plakaların arka tarafı X Yönünde , Üst ve alt yüzeyleri Y yönünde ve Ara yüzeyi Z yönünde hareket etmeyecek şekilde tanıtılmış , Plakaların ön yüzeyinden de 0,64MPa lık yüzey basıncı verilmiştir.
Yüzey Basıncının Hesaplanması :
Punta kaynağı üzerinde oluşacak kayma gerilmesinin 1MPa olması durumunda
T=F/A = 1
İse ; A = Pixr^2 den
A = 44,1562mm2
F= 44,1562N olarak bulunur
Yüzeye uygulanacak basınç
P = F/A = 0,64 Mpa
Olarak bulunur
Sonucun Değerlendirilmesi ;
Oluşan kayma gerilmesi beklenildiği gibi 1 e çok yakın çıkmıştır. Kayma gerilmeleri maksimum noktaları kuvvete 450 açı yapacak şekilde durmaktadır.
Punta kaynağı üzerinde oluşan gerilmeler 0,7MPa civarında ve dağılımı yukarıdaki şekilde verilmiştir.
Ara Kesitte dağılım yukarıdaki şekildeki gibidir.
Numune 2 :
İkinci numunede 3 adet punta kaynağı kuvvet eksenine paralel şekilde yerleştirilmiş ve analiz yapılmıştır. Kuvvet üç adet punta kaynağı olduğundan 3 kata çıkarılmış dolayısıyla basınç 1.92MPa olarak yüklenmiştir. Diğer bütün değerler aynıdır (sınır şartları , malzeme özellikleri)
Sonucun Değerlendirilmesi ;
Yukarıdaki şekilde gerilme dağılımı verilmiştir ve görüldüğü üzere Kayma gerilmesi değeri 1Mpa beklenirken yine 450 açıda 1,5Mpa değerine ulaşmıştır.
Özellikle iki uçta duran iki adet punta kaynağının ara yüzeylerinde 0,68MPa’lık maksimum kayma gerilmesi gözlenmektedir.
Ara kesitte oluşan gerilmeler yukarıdaki şekildeki gibidir.
Numune 3 :
İkinci numunede 3 adet punta kaynağı kuvvet eksenine dik şekilde yerleştirilmiş ve analiz yapılmıştır. Kuvvet üç adet punta kaynağı olduğundan 3 kata çıkarılmış dolayısıyla basınç 1.92MPa olarak yüklenmiştir. Diğer bütün değerler aynıdır (sınır şartları , malzeme özellikleri)
Sonucun Değerlendirilmesi ;
Yukarıdaki şekilde gerilme dağılımı verilmiştir ve görüldüğü üzere Kayma gerilmesi değeri 1Mpa beklenirken yine 450 açıda 1,1Mpa değerine ulaşmıştır.
Özellikle iki uçta duran iki adet punta kaynağının ara yüzeylerinde 0,68MPa’lık maksimum kayma gerilmesi gözlenmektedir.
Ara kesitte oluşan gerilmeler yukarıdaki şekildeki gibidir.
Numune 4 :
İkinci numunede 3 adet punta kaynağı kuvvet eksenine çapraz şekilde yerleştirilmiş ve analiz yapılmıştır. Kuvvet üç adet punta kaynağı olduğundan 3 kata çıkarılmış dolayısıyla basınç 1.92MPa olarak yüklenmiştir. Diğer bütün değerler aynıdır (sınır şartları , malzeme özellikleri)
Sonucun Değerlendirilmesi ;
Yukarıdaki şekilde gerilme dağılımı verilmiştir ve görüldüğü üzere Kayma gerilmesi değeri 1Mpa beklenirken yine 450 açıda 1,5Mpa değerine ulaşmıştır.
Özellikle ortada duran punta kaynağının ara yüzeylerinde 0,76MPa’lık maksimum kayma gerilmesi gözlenmektedir.
Ara kesitte oluşan gerilmeler yukarıdaki şekildeki gibidir.
SONUÇ :
Kayma gerilmesi, geometrik konumlandırma farkına göre punta kaynaklı yapılar üzerinde değişiklik göstermektedir.
Kuvvet eksenine dik olarak konumlandırmada ( T=F/A ) Formülünü kullanabilirken Eksene paralel konumlandırmada seçilen emniyet katsayısına ekstra 1,5 katlık emniyet katsayısı eklenerek hesap yapılmalıdır.
Dip Not : Bu blog hazırlamış olduğum bir ödevden alınmıştır.
Yorumlar
Yorum Gönder