Demonte Tipi Kitaplıkların Sonlu Elemanlar Yöntemiyle Rijitlik Analizi

Abstract

Bu çalışmada, demonte tipi kitaplık raflarında kullanılan ahşap kompozit levhalar ile farklı bağlantı elemanların statik yük altında rijitlik analizi araştırılmıştır.. Deneyler örnekleri ahşap esaslı kompozit levhalardan, yonga levha (YL) ve orta yoğunlukta lif levhalardan (MDF) hazırlanmıştır. Bağlantı elemanı olarak trapez, plastik dübelli minifiks, metal dübelli minifiks, metal T bağlantı, pipo bağlantı ve ay bağlantı elemanları kullanılarak kitaplıklar üretilmiştir. Deney örnekleri,  kullanımları sırasında etkisinde kalabilecekleri kritik yükler göz önüne alınarak statik yük altında denenmiştir. Deney örneklerinin bilgisayar destekli üç boyutlu yapısal analizi, sonlu elemanlar yazılımı kullanılarak yapılmış ve deneylerden elde edilen veriler, bu analiz verileri ile karşılaştırılmıştır. Deney sonuçlarına göre rijitlik katsayı bakımından deneylerin uygulama sonuçları ile ANSYS analiz sonuçları arasındaki en fazla uygunluk % 96,29 ile yongalevha trapez bağlantı elemanı kullanılarak yapılan kitaplıklarda, en az uygunluk ise % 92,59 ile metal dübelli minifiks bağlantı elemanı kullanılarak yapılan kitaplıklarda olduğu görülmektedir.

Keywords

• Demonte Tipi Kitaplık,Rijitlik,Sonlu Elemanlar Analizi

Stiffness Analysis of Knockdown Bookcases with Finite Element Method

Abstract

In this study, in under static load, the stiffness analysis of both wood base materials which are used with for demonte type bookshelves and the stiffness analysis of different fasteners were investigated. Samples of the experiment particleboard (YL) and medium density fiberboard (MDF) were used as wooden composites materials and trapez connector with metal parts, metal minifix connector with metal peg, metal minifix connector with plastic peg, metal T connector, pipe type connector, and corner fitting were used joints. Knockdown bookcases were exposed to static loading for six months by considering the critic loads which could effect while in service use. Bearing in mind the critic loads which may affect its usage, experimental samples were trialled under static loads. Three dimensional structure of the experimentalsamples were analysed an a computer by using finite element method (FEM). Later, experimental data was compared with the analysis data. According to the results of experiments, maximum compliance between ANSYS analysis results and the test results of experiments terms of stiffness coefficient of the application was observed in the bookshelves which are made using particleboard trapeze connector with 96.29%.  at least compliance with metal 92.59% with metal minifix connector with metal peg combination made using bookshelves.

Keywords

• Knockdown bookcase,Stiffness,Finite Element Analysis

References

1. Bathe, K. J. 1996. Finite element procedures. Prentice Hall, New Jersey, USA.
2. BS 4875. 1975. Strength and Stability of Domestic and Contact Furniture- Part 3: Cabinet Furniture
3. Bozkurt, Y. and Göker Y. 1987. Ağaç Malzemenin Fiziksel ve Mekaniksel Özellikleri. İstanbul Üniversitesi Orman Fakültesi Yayınları, Yayın No: 3445/388, İstanbul.
4. Cai, L. Wang, F. and Tan, H. 1995 Study on the strength of moltinject corner joints of furniture. Holz als Roh
5. und Werkstoff, 53: pp.385-388.
6. Chandrupatla, T. and Belegundu, A. D. 1991. Introduction to finite elements in engineering. Prentice Hall, Inc. New Jersey.
7. Crisan, R. 2001 An Investigation into the Stres-Strain State of Case Furniture. Ph.D. Thesis, Purdue University,
8. West Lafayette, Indiana, USA.

9. Cook, R. D. 1981. Concepts and applications of finite element analysis. Wiley & Sons, New York, USA.
10. Denizli, N. 2001. Improving the Strength and Durability of Panel-Based Cabinet Furniture. Ph.D. Thesis, Purdue University, West Lafayette, Indiana, USA.
11. Eckelman, C.A. and Munz, S. 1987 Rational design of cases with front frames and semi rigid joints, Forest Product Journal,37(3): pp.25-31.
12. Gawroński, T. 2006 Rigidity-Strength Models And Stress Dıstrıbutıon In Housed Tenon Joınts Subjected To Torsıon, Electronic Journal of Polish Agricultural Universities, Wood Technology, Volume 9, Issue4.
13. Gustafsson, S.I. 1995 Furniture design by use of the finite element method, Holz als Roh-und Werkstof, 53(4):
14. pp.257-260.
15. Hettich International. 2000. Mobilya Aksesuarları ve Uygulamaları, Almanya, s:8.49-58,
16. Kasal, A. 2004 Masif ve Kompozit Ağaç malzemelerden Üretilmiş Çerçeve Konstrüksiyonlu Koltukların Performansı, Doktora Tezi, Gazi Üniversitesi Fen Bilimleri Enstitüsü, Ankara, s.7-15.
17. Lin, S.C. and Eckelman, C.A. 1987 Rigidity of furniture cases with various joint construction. Forest Products Journal, 37(1): pp.23-27.
18. Smardzewski, J. 1998 Numerical Analysis of Furniture Constructions, Wood Science and Technology, 32 (4) : pp.273-286.
19. Tankut, A.N. 2005. Optimum Dowel Spacing for Corner Joints in 32 mm Cabinet Construction. Forest Product Journal, 55(12): pp.100-104.
20. Tankut, N. Tankut, A.N. and Zor, M. 2014. Finite Element Analysis of Wood Materials, Drvna Indutrıja, 65 (2): pp.159-171.
21. Tanvir, W.S. and Utku, M. 1987. Sonlu eleman yonteminde varyasyonlu yaklaşım. Orta Doğu Teknik Universitesi, Anadolu Universitesi, Eskişehir.
22. Yörür, H. 2012 Ahşap Malzemeden Üretilen Köşe Birleştirmelerin Simülasyon (ANSYS) Ortamında Teknolojik Özelliklerinin Belirlenmesi. Doktora Tezi, Bartın Üniversitesi FenBilimleri Enstitüsü, Orman Endüstri Mühendisliği ABD, s.1-3.
23. Zienkiewicz, O. C. and Taylor, R. L. 1988. The fi nite element method: vol. 1-basic formulation and linear problems. McGraw Hill, London.
24. Zienkiewicz, O. C. and Taylor, R. L. 1989. The finite element method: vol. 2-solid and fl uid mechanics, dynamics and non-linearity. McGraw Hill, London.