Yapıştırma bağlarında yorulma dayanımının deneysel olarak incelenmesi

Abstract

Mühendislik malzemelerinde görülen hasar tiplerinin %90’ı yorulmadan kaynaklanmaktadır. Bu nedenle tasarım çalışmaları yapılırken malzemelerde oluşan hasar tiplerinin bilinmesi önem arz etmektedir. Statik ve dinamik yükleme koşulları altında çalışan malzemelerin davranışlarını belirlemek için statik ve dinamik testler yapılmaktadır. Bu çalışmada rüzgar türbini kulelerinde braket olarak kullanılan AISI 1040 karbon çeliğinden elde edilen levha ve silindirik şekildeki parçalar 3M’e ait akrilik yapıştırıcı yardımıyla yapıştırılmıştır. Yapıştırma bağının statik mukavemet değerleri (kayma gerilmesi, eğilme gerilmesi ve eşdeğer gerilme) mekanik deney düzeneği ile belirlenmiştir. Ayrıca; kule içinde ısıl ve bası gerilmeleri etkisiyle yorulma meydana geldiğinden, yapıştırılan parçaların titreşimli gerilme altında R=0 gerilme oranında değişken eşdeğer gerilmeye bağlı olarak S-N eğrisi elde edilmiştir. Deneyler sonunda, statik kopma gerilmesinin %50’si kadar gerilme uygulandığında yapıştırma bağında sonsuz ömür elde edilmiştir. Revize edilen makinenin tasarım hesaplamaları ve elde edilen deneysel veriler sonlu elemanlar yöntemi kullanılarak doğrulanmıştır.

90% of the damage types seen in engineering materials are due to fatigue. For this reason, it is important to know the damage types that occur in the materials while designing studies. Static and dynamic tests are performed to determine the behavior of materials operating under static and dynamic loading conditions. In this study, sheet and cylindrically shaped parts made of AISI 1040 carbon steel used as brackets in wind turbine towers were adhered to with the help of 3M acrylic adhesive. Static strength values (shear stress, bending stress and equivalent stress) of the adhesive bond were determined by mechanical test setup. In addition; since fatigue occurs in the tower due to the effect of thermal and pressure stresses, the S-N curve is obtained depending on the variable equivalent stress at the stress rate R = 0 under the vibrating stress of the bonded parts. As a result of the experiments, infinite life of the adhesive bond was obtained when a stess of 50% of the static breaking stress was applied. The design calculations of the revised machine and the experimental data obtained were verified using the finite element method.