VİNÇ KİRİŞLERİNDE KAYNAKLI BİRLEŞİM YERLERİNİN BAĞLANTI TASARIM OPTİMİZASYONLARININ MODELLENMESİ, SYSWELD KAYNAKLI İMALAT SİMÜLASYONU VE ANALİZİ

Yıl 2025, Cilt: 66 Sayı: 718, 39 - 65

Samet Dönerkaya

https://doi.org/10.46399/muhendismakina.1479146

Öz

Vinç sistemlerinde kiriş konstrüksiyonlarına entegre edilen güçlendirme takviyelerindeki (stiffener) kaynak dikişlerinin kiriş boyunca aralıksız kaynaklı imalat yöntemleriyle birleştirilmesinden kaynaklanan ısıl deformasyon nedeniyle yapısal hasara neden olan çarpılma ve bozulmalar meydana geldiği çalışma kapsamında iş özelinde kaynaklı imalat operasyonel süreçlerinde gözlemlenmiştir. SYSWELD Visual Assembly kaynaklı imalat simülasyon programı kullanılarak, kaynaklı imalat süreçlerinde oluşan bu olumsuz etkilerin üretim öncesinde ekarte edilmesi maksadıyla güçlendirme takviyelerinde oluşan çarpılma ve bozulmaların minimum seviyeye indirgenmesi simülasyon ve analizleri bu çalışma kapsamında gerçekleştirilmiştir.
Endüstriyel uygulamalarda kaynaklı imalat proseslerinde gün geçtikçe artan hammadde, malzeme, işçilik ve enerji maliyetleri operasyonel kaynaklı birleştirme yöntemlerinde optimizasyon yapılmasını zorunlu kılmaktadır. Vinç kirişlerinde kaynaklı imalat operasyonlarında distorsiyon toleransları dahilinde oluşabilecek; deformasyon ve çarpılmaların yön ve büyüklükleri, kaynaklı imalat gerilme konsantrasyonunun oluşturduğu olumsuz etkiler SYSWELD Visual Assembly kaynaklı imalat simülasyon programı aracılığıyla yürütülen analiz çalışmaları neticesinde üretim öncesinde tespit edilebilmektedir. Vinç konstrüksiyonunda yer alan güçlendirme takviyeleri kaynak dikişlerinin kiriş boyunca aralıklı süreksiz kaynak yöntemi kullanılması zorunluluğu bu çalışma kapsamında yapılan analizler sonucunda tespit edilmiştir. Ayrıca vinç çelik konstrüksiyonlarında; TS EN 1993-1-8 standardının kaynaklı imalat proseslerinde doğrudan uygulanması durumunda konstrüksiyon daha ekonomik; Çelik Yapıların Tasarım, Hesap ve Yapım Esasları yönetmeliği kullanılması durumunda ise daha emniyetli ve güvenli bir vinç sistemi imal edileceği sonucuna ulaşılmıştır.

Anahtar Kelimeler

Kaynak Simülasyonu, Kaynak Distorsiyonu, Aralıklı Metot Kaynak, SYSWELD

Etik Beyan

Yazarlar tarafından herhangi bir çıkar çatışması beyan edilmemiştir.

Destekleyen Kurum

BVS Bülbüloğlu Vinç Sanayi ve Ticaret A.Ş.

Teşekkür

Bu çalışmanın gerçekleştirilmesine katkı sağlayan ve desteklerini esirgemeyen BVS Bülbüloğlu Vinç Sanayi A.Ş.’ye teşekkürü borç biliriz. Ayrıca bu akademik eserin yazımı sırasında gerekli teknik desteği sağlayan BVS Bülbüloğlu Vinç Ar-Ge Merkezi (BVS R&D Center) ekibine teşekkür ederiz. Bu makalenin bir önceki versiyonu, 17-18 Kasım 2023 tarihleri arasında Makine Mühendisleri Odası tarafından düzenlenen 13.Ulusal Kaynak Teknolojisi Kongre’si “Kaynak Teknolojilerinde Tasarım ve Uygulama Örnekleri&Sektörel Çalışmalar” adlı IX.Oturumunda sunularak sektörle buluşturulmuştur.

MODELING THE CONNECTION DESIGN OPTIMIZATIONS OF WELDED JOINTS IN CRANE BEAMS BY SYSWELD WELDING MANUFACTURING SIMULATION AND ANALYSIS

Öz

Within the scope of the study, it has been observed in the welded manufacturing operational processes in the scope of the work that distortions and distortions that cause structural damage occur due to thermal deformation caused by the joining of the welding seams in the stiffeners integrated into the beam constructions in crane systems with continuous welded manufacturing methods along the beam. By using SYSWELD Visual Assembly welded manufacturing simulation program, simulation and analysis of minimization of distortions and distortions in stiffeners were carried out within the scope of this study in order to eliminate these negative effects of welded manufacturing processes before production.
Increasing raw material, labor and energy costs in welded manufacturing processes in industrial applications necessitate optimization in operational welded jointing methods. The direction and magnitude of deformations and distortions that may occur within the distortion tolerances in welded manufacturing operations in crane beams, and the negative effects caused by the welded manufacturing stress concentration can be determined before production as a result of the analysis studies carried out through the SYSWELD Visual Assembly welded manufacturing simulation program. As a result of the analyzes carried out within the scope of this study, it was determined that the welding seams of the stiffeners in the crane construction should be used discontinuous welding method with intermittent intervals along the beam. In addition, it has been concluded that if TS EN 1993-1-8 standard is directly applied in welded manufacturing processes in crane steel constructions, the construction will be more economical, and if the Regulation on Design, Calculation and Construction Principles of Steel Structures is used, a safer and safer crane system will be manufactured.

Anahtar Kelimeler

Weld Simulation, Weld Distortion, Intermittent Weld, SYSWELD

Kaynakça

• Ameen, S. H. (2014). Numerical investigation of intermittent weld fillet in T–section structure–A comparison with continuous weld. Al-Nahrain Journal for Engineering Sciences, 17(2), 157-164. http://nahje.com/index.php/main/article/view/217/162
• Atak, A., & Şık, A. (2015). Çelik yapı kaynaklı bağlantılarının EC3’e göre tasarım ve analiz yöntemi. Kaynak Teknolojisi IX. Ulusal Kongre ve Sergisi Bildiriler Kitabı, 277-290. https://www.researchgate.net/publication/333038424_CELIK_YAPI_KAYNAKLI_BAGLANTILARININ_EC3%27E_GORE_TASARIM_VE_ANALIZ_YONTEMI
• AWS. (1978). Structural welding code-steel. Mar Lin.
• Bate, S. K., Charles, R., & Warren, A. (2009). Finite element analysis of a single bead-on-plate specimen using SYSWELD. International Journal of Pressure Vessels and Piping, 86(1), 73-78. https://doi.org/10.1016/j.ijpvp.2008.11.002
• DIN EN 1993-1-8. (2010). Çelik yapıların tasarımı; birleşim yerlerinin bağlantıların tasarımı, Almanya.
• ESI Group. (2010). Weld distortion and weld quality simulation: Benefits, capabilities and products. SYSWELD Toolbox.
• European Committee for Standardization. (2005). Eurocode 3: Design of steel structures, Part 1.1 General rules and rules for buildings.
• European Committee for Standardization. (2005). Eurocode 3: Design of steel structures - Part 1-8: Design of joints.
• European Committee for Standardization. (2005). Eurocode 3: Design of steel structures – Part 1-3: General rules - Supplementary rules for cold formed thin gauge members and sheeting.
• Ginting, R. L., & Sitepu, G. (2019). Structure’s strength induced by intermittent welding. International Journal of Engineering and Science Applications, 5(2), 147-154. http://ojs.unimal.ac.id/ijesa/article/view/1541
• Jian, X., Liu, H., Zhao, Z., Wu, X., Lei, M., & Chen, Z. (2021). A study of the mechanical behavior of rectangular steel tubular column strengthened using intermittent welding angle steel. Structures, 33, 3298-3310. https://doi.org/10.1016/j.istruc.2021.06.090
• Khedmati, M. R., Rastani, M., & Ghavami, K. (2007). Numerical study on the permissible gap of intermittent fillet welds of longitudinally stiffened plates under in-plane axial compression. Journal of Constructional Steel Research, 63(10), 1415-1428. https://doi.org/10.1016/j.jcsr.2007.01.020
• KK, S., & MJ, J. (2022). Application of Sysweld software in finding weld residual stress: A review. In Proceedings of the International Conference on Systems, Energy and Environment.
• Kollár, D. (2023). Numerical modelling on the influence of repair welding during manufacturing on residual stresses and distortions of T-joints. Results in Engineering, 20, 101535. https://doi.org/10.1016/j.rineng.2023.101535
• Li, G., Hong, Y., Gao, J., Hong, B., & Li, X. (2020). Welding seam trajectory recognition for automated skip welding guidance of a spatially intermittent welding seam based on laser vision sensor. Sensors, 20(13), 3657. https://doi.org/10.3390/s20133657
• Lima, T. R., Tavares, S. M., & De Castro, P. M. (2017). Residual stress field and distortions resulting from welding processes: Numerical modelling using Sysweld. Ciência & Tecnologia dos Materiais, 29(1), e56-e61. https://doi.org/10.1016/j.ctmat.2016.11.002
• Liu, R., Sun, Y., & Ni, J. (2023). Prediction of distortion in a thin-plate structure with intermittent fillet joints using a local-to-global approach. Journal of Manufacturing Processes, 99, 718-734. https://doi.org/10.1016/j.jmapro.2023.05.020
• Ramos, H. M. E., Tavares, S. M. O., & de Castro, P. M. S. T. (2018). Numerical modelling of welded T-joint configurations using SYSWELD. Science and Technology of Materials, 30, 6-15. https://doi.org/10.1016/j.stmat.2018.11.002
• TÇY. (2016). Çelik yapıların tasarım, hesap ve yapım esaslarına dair yönetmelik. Çevre ve Şehircilik Bakanlığı, Ankara. https://www.resmigazete.gov.tr/eskiler/2016/02/20160203-5.htm
• Xu, J. J., Gilles, P., Duan, Y. G., & Yu, C. (2012). Temperature and residual stress simulations of the NeT single-bead-on-plate specimen using SYSWELD. International Journal of Pressure Vessels and Piping, 99, 51-60. https://doi.org/10.1016/j.ijpvp.2012.10.002