TOPOLOGY OPTIMIZATION OF A STEEL CONSTRUCTION BOLT UNDER BOUNDARY CONDITIONS


Tanrıver K., Ay M.

Euroasia Journal of Mathematics, Engineering, Natural & Medical Sciences, sa.12, ss.31-47, 2020 (Diğer Kurumların Hakemli Dergileri)

  • Yayın Türü: Makale / Tam Makale
  • Basım Tarihi: 2020
  • Dergi Adı: Euroasia Journal of Mathematics, Engineering, Natural & Medical Sciences
  • Sayfa Sayıları: ss.31-47

Özet

Günümüzde metal, alaşım ve kompozitlerin çözülebilen bağlantı teknikleri ile birleştirme işlemi yapılarak çeşitli imalatlarda kullanımı sağlanmaktadır. Özelliklerde çelik yapılarda farklı imalatların levha tipi bağlantıları cıvata bağlantıları ile birleştirmeleri yapılarak kurulumun hızlı yapılması sağlanmaktadır. Eskiden günümüze, sıkça karşılaşılan yapı tiplerinden çelik konstrüksiyon yapı montajlarında bağlantı elemanı olarak cıvatalar sıkça kullanılmaktadır. Gelişen teknolojiyle birlikte, bu cıvatalar için yenilikçi tasarımlarının yapımına ihtiyaç duyulmaya başlanmıştır. Bu alanda yapılan çalışmalarda öncelikle gerek deneysel yollar gerek nümerik olarak yapı elemanları üzerinde oluşan gerilme belirlenmektedir. Bunun için söz konusu ekipmanın temas yüzeyleri ve sabitleme kısıtları tanımlanmaktadır.

Bu çalışmada bir çelik konstrüksiyon yapısında aynı türden levhaların cıvata bağlantısı ile bağlanması halinde eksenel ve radyal yükleme koşullarında, malzemenin dayanımını hesaplamak için sonlu elemanlar tekniği analizi yapılmıştır. Ayrıca cıvata üzerinde topolojik optimizasyon yapılarak nihai ürün elde edilmiştir. Böylelikle malzeme tasarrufuna yol açacak en uygun kütleye sahip geometri ve en emniyetli gerilme dağılımı elde edilmesi amaçlanmıştır.

Bu işlemler için analizi yapılacak olan yapı cıvatasının öncelikle Siemens NX 10.0 programında katı modeli oluşturulmuştur. Oluşturulmuş katı model, Autodesk Inventor Professional 2020 ve Autodesk Fusion 360 –Ultimate yazılımına aktarılmıştır. Sonlu eleman modelinin oluşturulmasında sekiz düğümlü izo parametrik elemanlar kullanılmıştır. Cıvata için malzeme olarak 42CrMo4 çeliği ve 8.8 kalite grubu seçilmiştir.

Anahtar Kelimeler: Sonlu elemanlar analizi, topoloji optimizasyonu, cıvata bağlantısı