An investigation on screw holding strength on woods of magnolia tree, maple and chinaberry tree

Abstract

Different joining methods are used in solid wood for use in furniture production, decoration and construction materials. Materials made of metal, plastic or wood are used for joining. Nails, screws, bolts and staples are the most commonly used metal joining tools. The mechanical performance of the joining points varies depending on the joining device and the material. In this study, the screw holding resistance of magnolia (Magnolia grandiflora L.) tree, maple (Acer trautvetteri Medw.) and chinaberry tree (Melia azedarach) wood was investigated on three different surfaces (tangential, radial and transverse surface). Tests were carried out according to standard EN 13446. In the experiments, 4 x 50 mm zinc screw was used. Trial samples were prepared in 50 x 50 x 50 mm (width x thickness x length) dimensions. The test specimens were drilled for pilot hole with a diameter of 2.5 mm before the screws were installed. In the trials, the screw test specimens were screwed to 30 mm. Experiments were performed on a static material tester. The data were analyzed statistically with two-way ANOVA. According to the data obtained; It was determined that the wood type and the surface on which the screw was attached were significantly effective on the screw holding resistance. 

Keywords

• Magnolia tree,Maple wood,Chinaberry tree

Manolya ağacı, akçaağaç ve tespih ağacı odunlarında vida tutma direnci üzerine bir araştırma

Abstract

Masif odunun, mobilya üretiminde, dekorasyon işlerinde ve yapı malzemesi olarak kullanılmasında farklı birleştirme yöntemleri kullanılmaktadır. Metal, plastik veya odundan hazırlanmış gereçler birleştirme için kullanılmaktadır. Çivi, vida, cıvata ve zımba en fazla kullanılan metal birleştirme gereçleridir. Birleştirme noktalarının mekanik performansı birleştirme gerecine ve malzemeye göre değişmektedir. Bu çalışmada, manolya (Magnolia grandiflora L.) ağacı, akçaağaç (Acer trautvetteri Medw.) ve tespih ağacı (Melia azedarach) odunlarının vida tutma direnci üç farklı yüzeyde (teğet, radyal ve enine yüzey) araştırılmıştır. Denemeler, TS EN 13446 numaralı standarda göre yapılmıştır. Denemelerde, 4 x 50 mm ölçülerinde çinko vida kullanılmıştır. Deneme örnekleri 50 x 50 x 50 mm (genişlik x kalınlık x uzunluk) ölçülerinde hazırlanmıştır. Vidalar takılmadan önce test örneklerine 2.5 mm çapında öndelik açılmıştır. Denemelerde vida test örneklerine 30 mm vidalanmıştır.  Denemeler, statik malzeme test cihazında yapılmıştır. Elde edilen veriler iki yönlü ANOVA ile istatistiksel olarak analiz edilmiştir. Elde edilen verilere göre; vida tutma direnci üzerine ağaç türü ve vidanın takıldığı yüzeyin önemli derecede etkili olduğu belirlenmiştir.

Keywords

• Manolya ağacı,Akçaağaç,Tespih ağacı,Vida tutma direnci

References

1. Akyıldız, M. H., ve Malkoçoğlu, A., (2001), Doğu Karadeniz bölgesinde yetişen önemli bazı ağaç odunlarının vida tutma dirençleri, Artvin Orman Fakültesi Dergisi, 2(1), 54-60.
2. Bal, B.C., Bektaş, İ., ve Kaymakçı, A., (2012), Toros sedirinde genç odun ve olgun odunun bazı fiziksel ve mekanik özellikleri, KSU Mühendislik Bilimleri Dergisi,15(2), 17-27.
3. Bal, B.C., Özdemir, F., ve Altuntaş, E, (2013), Masif ağaç malzeme ve tabakalı kaplama kerestenin vida tutma direnci üzerine karşılaştırmalı bir çalışma, Düzce Üniversitesi Ormancılık Dergisi, 9(2), 14-22.
4. Bal, B.C., (2016), The effect of moisture content on the screw holding capacity of birch and pine plywood, International Forestry Symposium-IFS2016, 7-10 December 2016, Procedings books P: 1020-1026, Kastamonu.
5. Bal, B.C., Akçakaya, E., Gündeş, E., (2016), Farklı ağaç türlerinden üretilmiş kontrplakların yanal çivi dayanımı üzerine bir araştırma, Düzce Üniversitesi, Ormancılık Dergisi, 12(1), 145-153.
6. Bal BC, Bektaş İ, (2018), Kayın ve Kavak odunlarında fiziksel özelliklerle yoğunluk ilişkisinin belirlenmesi, Mobilya ve Ahşap Malzeme Araştırmaları Dergisi, 1(1), 1-10.
7. Bozkurt, Y., ve Göker, Y., (1996), Fiziksel ve Mekanik Ağaç Teknolojisi, İ.Ü., Orman Fakültesi Yayınları, Üniversite Yayın No: 3944, İstanbul.
8. Bozkurt, A.Y., ve Erdin, N., (1997), Ağaç Malzeme Teknolojisi Ders Kitabı, İstanbul Üniversitesi Yayın No: 3998, Fakülte Yayın No: 445, ISBN 975-404-449-X.

9. Çağatay, K., Efe, H., Burdurlu, E., ve Kesik, H. İ., (2012). Bazı ağaç malzemelerin vida tutma mukavemetlerinin belirlenmesi, Kastamonu Üniversitesi, Orman Fakültesi Dergisi, 12(2), 321-328.
10. Çelik, İ., Yılmaz, H., Bideci, A., (2017), Sarıçam ağaç odunlarının çivi ve vida tutma dirençlerinin belirlenmesi üzerine bir araştırma, İleri Teknoloji Bilimleri Dergisi, 6(3), 360-368.
11. Ferah, O., (1995). Bazı önemli ağaç türlerimizin vida ve çivi tutma direnç özelliklerinin belirlenmesi, Ormancılık Araştırma Enstitüsü Yayınları, Teknik bülten No:252.
12. Gašparík, M., Barcík, Š., Borůvka, V., Holeček, T., (2015), Impact of thermal modification of spruce wood on screw direct withdrawal load resistance, BioResources, 10(1), 1790-1802.
13. Kılıç, M., Burdurlu, E., Usta, I., Berker, U. Ö., and Oduncu, P., (2007), Comparative analysis of the nail and screw withdrawal resistances of fir (Abies Mill.), cherry (Prunus Avium L.), walnut (Juglans Regia L.) and oak (Quercus L.) wood, Düzce Üniversitesi Ormancılık Dergisi, 2(2), 61-75.
14. Kollmann, F.F., Cote Jr W.A., (1968), Principles of wood science and technology. vol. I. Solid Wood, In Principles of Wood Science and Technology, Vol. I. Solid Wood, Springer-Verlag.
15. Özçifçi, A., (2009), The effects of pilot hole, screw types and layer thickness on the withdrawal strength of screws in laminated veneer lumber, Materials & Design, 30(7), 2355-2358.
16. Taj, M. A., Najafi, S. K., and Ebrahimi, G., (2009), Withdrawal and lateral resistance of wood screw in beech, hornbeam and poplar, European Journal of Wood and Wood Products, 67(2),135-140.
17. TS 2471, (1976), Odunda fiziksel ve mekaniksel deneyler için rutubet miktarı tayini, Türk Standartları Enstitüsü, Ankara.
18. TS 2472, (1976), Odunda fiziksel ve mekaniksel deneyler için birim hacim ağırlığı tayini, Türk Standartları Enstitüsü, Ankara.
19. TS EN 13446, (2005), Ahşap esaslı levhalar - bağlayıcıların geri çıkma kapasitesinin tayini, Türk Standartları Enstitüsü, Ankara.
20. URL 1. Manolya (Magnolia grandiflora L.) Ağacı Hakkında Bazı Bilgiler, https://www.wood-database.com/southern-magnolia/, (11.09.2018)
21. URL 2. Tespih Ağacı (Melia azedarach) Ağacı Hakkında Bazı Bilgiler, https://www.wood-database.com/chinaberry/, (11.09.2018)
22. Yaltırık, F., (1970), Türkiye’de akçaağaçların kullanılışı ve değerlendirilmesi imkânlarının irdelenmesi, İ.Ü. Orman Fakültesi Dergisi, 20(1), 29-33.