Finite element modeling of knot contained beams in bending

Abstract

One of the important factors that affect mechanical behavior of wood is knot that naturally occurs within. Particularly, the size and location of the knots will determine the level of this effect on mechanical behavior. The presence on knots in wood beams that are in bending may change the magnitude of the bending stresses and deformation. In this study, finite element models of the wood beams that contain knots in different shape and location have been generated and bending stress and deformation analysis have been performed. Amount of deformation obtained has been compared with those that are measured in laboratory conditions. Results of the study indicated that finite element models have given very realistic values under the loads applied. Keywords: Beams, Finite element method, Knots

Keywords

• Beams, Finite element method, Knots

Eğilmeye çalışan budaklı kirişlerin sonlu elemanlar modelleri

Abstract

Ahşap malzemenin mekanik davranışını etkileyen en önemli faktörlerden biri de yapısında doğal olarak bulunabilen budaklardır. Budakların özellikle büyüklükleri ve yeri mekanik davranışı hangi derecede etkileyeceğini belirlemektedir. Yük altında eğilmeye çalışan ahşap kirişlerde budağın bulunması meydana gelen gerilmeleri ve deformasyonu etkileyebilmektedir. Bu çalışmada, farklı büyüklüklerde ve konumda budak ihtiva eden ahşap kirişlerin teorik ve sonlu elemanlar modelleri oluşturularak eğilme gerilmeleri ve deformasyon analizleri yapılmıştır. Bulunan deformasyon miktarları laboratuvar şartlarında test edilen kirişlerden elde edilen deformasyon değerleri ile karşılaştırılmıştır. Yapılan çalışma sonucunda oluşturulan sonlu elemanlar modellerinin belirli yükler altındaki gerçek davranışına yakın değerler verdiği görülmüştür. Anahtar kelimeler: Ahşap kirişler, Sonlu elemanlar yöntemi, Budaklar

Keywords

• Ahşap kirişler, Sonlu elemanlar yöntemi, Budaklar

References

1. As, N., Göker, Y., Dündar, T., 2006. Effect of knots on the physical and mechanical properties of scots pine (Pinus sylvestris L.). Wood Research, 51(3):51-58.
2. Bano, V., Arriaga, F., Solian, A., Guaita, M., 2011. Prediction of bending load capacity of timber beams using finite element method simulation of knots and grain deviation. Biosystems Engineering, (109): 241-249.
3. Bostancıoğlu, E., Düzgün, E., 2004. Ekoloji ve ahşap–Türkiye’de ahşap malzemenin geleceği. Uludağ Üniversitesi Mühendislik Mimarlık
4. Fakültesi Dergisi, Cilt 9, Sayı 2: 37-44. Bozkurt, A.Y., Y. Göker, 1987. Fiziksel ve Mekanik Ağaç Teknolojisi.
5. İ.Ü. Yayın No:3445, O.F. Yayın No: 388, İstanbul.
6. Chui, Y.H., 1991. Simultaneous evaluation of bending and shear modulus of wood and the influence of knots on these parameters.
7. Wood Science and Technology, 25:125-134. Grant, D.J., A. Anton, P. Lind, 1984. Bending strength, stiffness and stress-grade of structural Pinus radiata: Effect of knots and timber density. New Zeland J. of Forestry Science, 14(3):331-348.
8. Gere, J.M., Timoshenko, S.P., 1997. Mechanics of Materials. PWS

9. Publishing Company, NY, USA. 3000 3500 4000 4500 20 1000 2000 3000 uygulanan yük(N) 6000 5 1000 2000 3000 uygulanan yük(N) 6000