The aim of this study was to investigate both experimentally and numerically the moment capacities and elasticities of L-type furniture corner joints with case construction joined by dowels produced in different orientations with three-dimensional (3D) printing technology. The dowels were utilized within the scope of the study were produced by printed in two different orientations (vertical and horizontal) and thus effect of the printing orientation on the performance of the joints was investigated. Two different filament materials, Acrylonitrile Butadiene Styrene (ABS) and Acrylonitrile Styrene Acrylate (ASA), were preferred in the production of dowels. The produced dowels were used as fasteners in L-type corner joints. In the study, a total of 80 L-type corner joint specimens were prepared with 2 different printing orientation (horizontal and vertical), 2 different number of dowels (2 dowels, 3 dowels) and 10 replications of each specimen, and 40 of them were tested under static diagonal tension and the remaining 40 were tested under static diagonal compression load. In addition, numerical analyses were performed for each group by finite element method (FEM). According to the test results, it was observed that the doweled joints produced from ASA gave higher values than the doweled joints produced from ABS material, and the doweled joints produced in the horizontal orientation gave higher values than the doweled joints produced in the vertical orientation. It was also observed that increasing the number of dowels in the joints from 2 to 3 increased the moment capacity and elasticity of the joints. As a result of the study, the numerical analyses performed by the finite element method were found to be consistent with the actual experimental results and observed deformation characteristics in terms of both forces and stresses.
Moment Capacity Stiffness Diagonal Tension and Compression Tests Finite Element Method 3D Printing Technology
Bu çalışmanın amacı, üç boyutlu (3B) yazıcı teknolojisiyle farklı yönlerde dökülen kavelalarla birleştirilmiş, kutu konstrüksiyonlu L-tipi mobilya köşe birleştirmelerinin moment kapasiteleri ve elastikiyetlerinin hem deneysel hem de nümerik olarak araştırılmasıdır. Çalışma kapsamında kullanılacak kavelalar, iki farklı yönde (düşey ve yatay) döküm yapılmak suretiyle üretilmiş ve böylece döküm yönünün birleştirmelerin performansı üzerindeki etkisi incelenmiştir. Kavelaların üretiminde, Akrilonitril Butadiyen Stiren (ABS) ve Akrilonitril Stiren Akrilat (ASA) olmak üzere 2 farklı filament malzemesi tercih edilmiştir. Üretilen kavelalar, L-tipi köşe birleştirmelerde bağlantı elemanı olarak kullanılmıştır. Çalışmada, 2 farklı döküm yönü (yatay ve düşey), 2 farklı kavela sayısı (2 kavelalı, 3 kavelalı) ve her bir örnekten 10 yineleme olmak üzere toplam 80 adet L-tipi köşe birleştirme deney örneği hazırlanmış ve 40’ı statik diyagonal çekme, kalan 40’ı da statik diyagonal basınç yükü altında test edilmiştir. Ayrıca, her bir grup için sonlu elemanlar metodu (FEM) ile nümerik analizler gerçekleştirilmiştir. Deney sonuçlarına göre, ASA malzemeden üretilen kavelalı birleştirmelerin ABS malzemeden üretilen kavelalı birleştirmelere göre; yatay yönde üretilen kavelalı birleştirmelerin de düşey yönde üretilen kavelalı birleştirmelere göre daha yüksek değerler verdiği görülmüştür. Ayrıca birleştirmelerdeki kavela sayısının 2’den 3’e çıkarılmasının birleştirmelerin moment kapasitesini ve elastikiyetini artırdığı görülmüştür. Çalışma sonucunda, Sonlu elemanlar metoduyla gerçekleştirilen nümerik analizler, hem kuvvetler hem de gerilmeler açısından gerçek deney sonuçları ve gözlemlenen deformasyon karakteristikleri ile tutarlı bulunmuştur.
Moment kapasitesi Elastikiyet Diyagonal Çekme ve Basınç Sonlu Elemanlar Yöntemi 3D Yazıcı Teknolojisi
Birincil Dil | İngilizce |
---|---|
Konular | Ahşap Yapılar ve Konstrüksiyonları |
Bölüm | Tasarım ve Teknoloji |
Yazarlar | |
Yayımlanma Tarihi | 30 Eylül 2025 |
Gönderilme Tarihi | 25 Haziran 2025 |
Kabul Tarihi | 21 Temmuz 2025 |
Yayımlandığı Sayı | Yıl 2025 Cilt: 13 Sayı: 3 |