YAPIŞTIRMA BAĞLANTILARINDA KOHEZİF BÖLGE MODELİ UYGULAYARAK VE UYGULAMADAN MODELLEME YAPILMASININ GERİLME DAĞILIMINA ETKİSİNİN ARAŞTIRILMASI

Yıl 2021, Cilt: 8 Sayı: 15, 457 - 468, 31.12.2021

İsmail Saraç

https://doi.org/10.54365/adyumbd.990291

Cited By: 1

Öz

Yapıştırma bağlantılarının mekanik özelliklerinin belirlenmesinde kullanılan sayısal yöntemler zaman içerisinde gelişim göstermiştir. Başlangıçta maksimum gerilme/gerinim yöntemi kullanılarak analizler yapıldı. Bunu takiben, yapıştırma bağlantılarında oluşan hasarın bir çeşit kırılma problemi olması nedeniyle kırılma mekaniği yaklaşımları kullanılmaya başlandı. İlk olarak Lineer Elastik Kırılma Mekaniği temelli çalışmalar yoğun bir şekilde yapıldı. Lineer Elastik Kırılma Mekaniği yaklaşımıyla önemli oranda başarılı çalışmalar yapılmasına rağmen, çatlak ucunda oluşan gerilme alanının tamamen elastik kabulü ve plastik şekil değişiminin ihmal edilmesi nedeniyle bazı sınırlamalarla karşılaşılmıştır. Lineer Elastik Kırılma mekaniğindeki bu sınırlama nedeniyle non-Lineer Elastik Kırılma Mekaniğine odaklanılarak çalışmalar yapılmıştır. 1990’ lı yılarda ise özellikle kohezif bölge modeli hızlı bir gelişme göstermiştir. Tokluğu yüksek yapıştırıcıların, uygulamada artan kullanımıyla birlikte, yapıştırma bağlantılarının doğrusal olmayan kırılma davranışlarını incelemek daha da önemli oldu. Yapılan bu çalışmada, tek tesirli yapıştırma bağlantılarında, yapıştırcı ile yapıştırılan malzeme ara bölgelerinde, kohezif bölge modeli uygulayarak ve koheziv bölge modeli uygulamadan modelleme yapılmasının, gerilme ve strain enerji dağılımlarına etkileri incelenmiştir. Yapılan çalışma sonucunda, yapıştırma bağlantılarında kohezif bölge modeli uygulamanın fiziksel probleme daha uygun olduğu ve yapıştırıcı tabakasındaki soyulma gerilmesi, kayma gerilmesi ve strain enerji dağılımı açısından önemli farklılıklar olduğu gösterilmiştir.

Anahtar Kelimeler

Yapıştırma bağlantıları, kohezif bölge modeli, sayısal analiz

Kaynakça

• Campilho RDSG., Banea MD, Neto JABP, Da Silva LFM. Modelling adhesive joints with cohesive zone models: effect of the cohesive law shape of the adhesive layer. International Journal of Adhesion and Adhesives 2013; 44: 48-56.
• Saraç İ, Adin H, Temiz Ş. Investigation of the effect of use of nano-Al2O3, nano-TiO2 and nano-SiO2 powders on strength of single lap joints bonded with epoxy adhesive. Compos Part B 2019; 166: 472–482.
• Çitil Ş, Ayaz Y, Temiz Ş. Stress analysis of adhesively bonded double strap joints with or without intermediate part subjected to tensile loading. J Adhes 2017; 93(5):343–356.
• Saraç İ. Basit bindirmeli yapıştırma bağlantılarında bindirme bölgesi uç açı değişiminin bağlantı mukavemetine etkisinin sayısal olarak incelenmesi. Uludağ University Journal of The Faculty of Engineering 2020; 25(1): 101-110.
• Saraç İ. Boru yapıştırma bağlantılarında farklı tasarım parametrelerinin yapıştırıcı tabakasında gerilme dağılımına etkisinin sayısal olarak araştırılması. Uludağ Üniversitesi Mühendislik Dergisi 2021; 26(1): 215-231.
• Barenblatt GI. The formation of equilibrium cracks during brittle fracture. General ideas and hypotheses. Axially-symmetric cracks. Journal of Applied Mathematics and Mechanics 1959; Vol. 23: 622-636.
• Dugdale DS. Yielding of steel sheets containing slits. Journal of the Mechanics and Physics of Solids 1960; 8: 100-104.
• Rice JR. A path independent integral and the approximate analysis of strain concentrations by notches and cracks. Journal of Applied Mechanics 1968; 35: 379-386.
• Çitil Ş. Investigation of curved and scarf lap joints subjected to tensile loads using the cohesive zone model. Proceedings of the Institution of Mechanical Engineers, Part C: Journal of Mechanical Engineering Science 2019; 233(17): 6149-6156.
• Gefu J, Zhenyu O, Guoqiang L, Samuel I, Su-Seng P. Effects of adhesive thickness on global and local Mode-I interfacial fracture of bonded joints. International Journal of Solids and Structures 2010; 47: 2445-2458.
• Stein N, Rosendahl PL, Becker W. Modelling load transfer and mixed-mode fracture of ductile adhesive composite joints. International Journal of Adhesion and Adhesives 2018; 82: 299-310.
• Saraç İ., Adin H, Temiz Ş. Experimental determination of the mechanical properties of adhesive joints bonded epoxy adhesive included Al2O3 nanoparticle. EJT 2016; 6(2): 104-112.
• Akpınar S. The strength of the adhesively bonded step-lap joints for different step numbers. Composites Part B 2014; 67: 170-178.
• Malag L, Kukielka L. Hybrid method to determinate the states of deformation and stress in material during the tensile test Proc. Appl. Math. Mech. 2007; 7: 2090025-2090026.
• Kanar B, Akpinar S, Akpinar IA, Akbulut H, Ozel A. The fracture behaviour of nanostructure added adhesives under ambient temperature and thermal cyclic conditions. Theoretical and Applied Fracture Mechanics 2018; 97: 120-130.