Dört Noktalı Eğme Testi Altında Yapıştırıcı ile Birleştirilmiş Bindirme Bağlantısının Deneysel ve Sonlu Elemanlar Analizi

Year 2021, Volume: 36 Issue: 3, 649 - 657, 30.09.2021

Salih Akpınar Ahmet Çalık

https://doi.org/10.21605/cukurovaumfd.1005332

Abstract

Yapıştırıcı ile birleştirilmiş bağlantıların kullanımı otomotiv ve havacılık sektörlerinde oldukça yaygındır. Korozyona dayanıklılığı, titreşim absorbe yeteneği ve düşük kütleye sahip olması yapıştırıcıların bağlantılarda sıkça tercih edilmelerinin başlıca nedenleri olarak sıralanabilir. Bu çalışmada, yapıştırılarak bağlanan bindirme bağlantılar üzerinde dört noktalı eğme testi deneysel ve sayısal olarak incelenmiştir. Deneysel çalışmada bindirme uzunluğu ve yapışkan kalınlığı sabit 5 farklı geometrideki numunelere 9 faklı konumda bükme yüklemesi uygulanmıştır. Deneysel çalışmadan kullanılan numunelerin sonlu eleman modelleri ANSYS yazılımında aynı yükleme şartlarında analiz edilmiş ve soyulma ve kesme gerilmeleri bindirme uzunluğu boyunca elde edilmiş ve deneysel sonuçlar sonlu elemanlar sonuçları ile doğrulanmıştır. Mevcut çalışma gösteriyor ki yapıştırıcı ile birleştirilmiş bağlantılarda bükme yükünün konumu test sonuçlarına belli oradan etki etmektedir.

Keywords

Dört noktalı eğme, Yapıştırma, Bindirme bağlantı, Sonlu elemanlar

Experimental and Finite Element Analysis of Adhesive Bonded Lap Joint Subjected to Four-Point Bending Test

Abstract

The use of adhesive bonded joints is very common in the automotive and aerospace industries. Corrosion resistance, vibration absorbing ability and low mass can be listed as the main reasons why adhesives are frequently preferred in connections. In this study, the four-point bending test on glued lap joints was investigated experimentally and numerically. In the experimental study, bending loading was applied to the specimens in 5 different geometries with fixed overlap length and adhesive thickness at 9 different positions. The finite element models of the samples used in the experimental study were analyzed in the ANSYS software under the same loading conditions and the peeling and shear stresses were obtained along the overlap length and the experimental results were verified with the finite element results. The present study shows that the position of the bending load in adhesively bonded joints has a certain effect on test results.

Keywords

Four-point bend, Adhesive, Lap joint, Finite elements

References

• 1. da Silva, L.F.M., Campilho, R.D.S.G., 2012. Advances in Numerical Modelling of Adhesive Joints. Springer Briefs in Applied Sciences and Technology, 1–93.
• 2. Çalık, A., Akpinar, S., 2019. Effect of Extensometer Usage on Obtaining the Force Displacement Curve of the Adhesively Single Lap Joint. European Mechanical Science, 3(4), 142–6. doi: 10.26701/ems.646610.
• 3. Filipe, L., N.D., 2008. Modeling of Adhesively Bonded Joints. 1st Ed. Editors: da Silva, Lucas F. M. (Ed.) Springer, 335. Doi: 10.1007/978-3-540-79056-3.
• 4. Bayramoglu, S., Akpinar, S., Çalık, A., 2021. Numerical Analysis of Elasto-plastic Adhesively Single Step Lap Joints with Cohesive Zone Models and its Experimental Verification. Journal of Mechanical Science and Technology, 35(2), 641–9. doi:10.1007/s12206-021-0124-0.
• 5. Bayramoglu, S., Demir, K., Akpinar, S., 2020. Investigation of Internal Step and Metal Part Reinforcement on Joint Strength in the Adhesively Bonded Joint: Experimental and Numerical Analysis. Theoretical and Applied Fracture Mechanics, 108, 102613. doi:10.1016/j.tafmec.2020.102613.
• 6. Tsai, M.Y., Morton, J., 1995. The Effect of a Spew Fillet on Adhesive Stress Distributions in Laminated Composite Single-lap Joints. Composite Structures, 32(1-4), 123-31. doi:10.1016/0263-8223(95)00059-3.
• 7. Solmaz, M.Y., Yildirim, S., 2018. Yapıştırıcı ile Birleştirilmiş Dalgalı Bağlantı (Wavy-lap) Performanslarının Uç Açısına Bağlı Olarak Araştırılması. Fırat Üniv. Müh. Bil. Dergisi, 30(1), 287–94.
• 8. Akpinar, S., 2016. Alüminyum Oksit ve Titanyum Dioksit Partikül Takviyeli Yapıştırıcılarla Birleştirilmiş Bağlantıların Mekanik Özelliklerinin Deneysel Olarak Belirlenmesi. Ömer Halisdemir Üniversitesi, Mühendislik Bilimleri Dergisi, 5(2), 244–52. doi: 10.28948/ngumuh.295635.
• 9. Çalık, A., 2016. Effect of Adherend Shape on Stress Concentration Reduction of Adhesively Bonded Single Lap Joint. Engineering Review, 36(1), 29-34.
• 10. Afkar, A., Camari, M.N., 2014. Finite Element Analysis of Mono-and Bi-Adhesively Bonded Functionally Graded Adherend. Journal of Failure Analysis and Prevention, 14(2), 253–8. doi: 10.1007/s11668-014-9790-x.
• 11. Temiz, Ş., 2006. Application of Bi-adhesive in Double-strap Joints Subjected to Bending Moment. Journal of Adhesion Science and Technology, 20(14), 1547-60. doi:10.1163/156856106778884262.
• 12. Akpinar, S., Doru, M.O., Özel, A., Aydin, M.D., Jahanpasand, H.G., 2013. The Effect of the Spew Fillet on an Adhesively Bonded Single-lap Joint Subjected to Bending Moment. Composites Part B: Engineering, 55, 55–64. doi: 10.1016/j.compositesb.2013.05.056.
• 13. Demir Aydin, M., Özel, A., Temiz, Ş., 2004. Non-linear Stress and Failure Analyses of Adhesively-bonded Joints Subjected to a Bending Moment. Journal of Adhesion Science and Technology, 18(14), 1589-602. doi: 10.1163/1568561042411286.
• 14. Tran, V.D., Oudjene, M., Méausoone, P.J., 2014. FE Analysis and Geometrical Optimization of Timber Beech Finger-joint Under Bending Test. International Journal of Adhesion and Adhesives, 52, 40-7. doi: 10.1016/j.ijadhadh.2014.03.007.
• 15. Akpinar, I.A., Gültekin, K., Akpinar, S., Akbulut, H., Ozel, A., 2017. Research on Strength of Nanocomposite Adhesively Bonded Composite Joints. Composites Part B: Engineering, 126, 143–52. doi: 10.1016/j.compositesb.2017.06.016.
• 16. Zamani, P., Jaamialahmadi, A., da Silva, L.F.M., 2021. The Influence of GNP and Nano-silica Additives on Fatigue Life and Crack Initiation Phase of Al-GFRP Bonded Lap Joints Subjected to Four-point Bending. Composites Part B: Engineering, 207 (September 2020): 108589. doi:10.1016/j.compositesb.2020.108589.
• 17. Gavgali, E., Sahin, R., Akpinar, S., 2021. An Investigation of the Fatigue Performance of Adhesively Bonded Step-lap Joints: An Experimental and Numerical Analysis.International Journal of Adhesion and Adhesives, 104(June 2020): 102736. doi:10.1016/j.ijadhadh.2020.102736