Sonlu elemanlar yöntemiyle dişli kırılma analizi


Tezin Türü: Yüksek Lisans

Tezin Yürütüldüğü Kurum: Uludağ Üniversitesi, Türkiye

Tezin Onay Tarihi: 2018

Tezin Dili: Türkçe

Öğrenci: AYKUT KUNDİ

Danışman: FATİH KARPAT

Özet:

Günümüzde dişli kutuları ve aktarma organları hayatın ve endüstrinin her alanına girmiştir. Dişli kutularının ana elemanları olan dişlilerde diş kırılmaları bu sistemlerin çalışmasını doğrudan etkileyebilir veya düzensiz ve verimsiz çalışmasına neden olabilir. Bu tip dişlilerdeki olası diş kırılma problemlerini tespit edebilmek ve yüksek fiziksel test maliyetlerinden kazanç sağlanabilmek adına günümüzde nümerik ve sonlu analiz yöntemlerine başvurulmaya başlanmıştır. Bu tez kapsamında farklı geometrilere sahip dişlilerde diş dibinde oluşturulan başlangıç çatlaklarının ilerleme yönleri sonlu elemanlar yöntemi ve numerik yöntemler kullanılarak doğrusal kırılma mekaniği teorisi çerçevesinde incelenmiştir. Diş basınç açısı ve diş dibi çatlak pozisyonları değiştirilerek gerilme şiddet faktörleri değişimleri ayrı ayrı incelenmiş ve bu değişkenlerin çıktıları birbiri ile karşılaştırılımıştır. Dişli diblerindeki çatlakların ilerleme analizleri sırasında gerilme şiddet faktörü hesaplanması için ANSYS analiz programı ve çatlak ilerleme açısının belirlenmesi sırasında Paris-Erdoğan çatlak yönü belirleme teorisi denklemleri kullanılmıştır. Tez kapsamında elde edilen sonuçların, diş dibi çatlak ilerlemesinin önceden tahmin edilmesi ya da engellenmesi ve dişli basınç açısının ve/veya diş dibi çatlak pozisyonun gerilme şiddet faktörüne etkisinin değerlendirilmesinde kullanılması amaçlanmıştır. Analizlerde başlangıç çentiği θ açısı 90o, 45o,0o olarak belirlendi ve 20o-20o ve 20o-30o derece dişli basınç açılı diş profilleri kullanıldı. Bu girdiler doğrultusunda yapılan hesaplamalarda başlangıç çentik açısı arttıkça gerilme şiddet faktörünün arttığı ve 20o-30o derece basınç açılı dişli profillerinin diş dibinde daha düşük değerli gerilme şiddet faktörü oluştuğu tespit edildi. Bu bilgiler doğrultusunda dişli boyutlarını değiştirmeden diş profilini asimetrik seçerek dişlilerin daha yüksek gerilmeler altında kullanılabileceği tespit edilmiştir.