Taşıtlarda kullanılan yapıştırıcıların mekanik karakterizasyon deneyleri ve sonlu elemanlar analizi

Abstract

Otomotiv endüstrisinde son yıllarda, hafif, ekonomik ve daha dayanıklı malzemelerin geliştirilmesi ile alternatif birleştirme yöntemlerine ihtiyaç duyulmaktadır. Bu yöntemler içerisinde hafiflik, ses ve titreşim yalıtımı, korozyon direnci gibi avantajları nedeniyle yapıştırıcılar otomotiv endüstrisinde sıklıkla kullanılmaktadır. Bu çalışmanın amacı alüminyum 6013 numunelerinden üretilen tek taraflı bindirme bağlantısı kullanılarak Eposki-Gflex 655 yapıştırıcısının kohezif özelliklerinin karakterize edilmesidir. Sıcaklığın bu bağlantının mekanik özelliklerine etkisini belirlemek için oda sıcaklığında ve +50°C sıcaklığında testler yapılmıştır. Oda sıcaklığında birinci moddaki kırılma enerjisini hesaplamak için DCB testi gerçekleştirilmiş ve CBBM metodu analitik çözüm olarak kullanılmıştır. İkinci moddaki kırılma enerjisini bulmak için ENF testi gerçekleştirilmiştir. Yapıştırıcının elastik karakteristiğini ve hasar başlangıcındaki gerilme oluşumunu belirlemek için aynı sıcaklıklarda bulk testi gerçekleştirilmiştir. Kritik sıcaklıklarda farklı bindirme boyutlarındaki tek taraflı bindirme bağlantısının çekme testi gerçekleştirilmiştir. Testlerden elde edilen veriler kullanılarak Abaqus yazılımında yapıştırıcının mekanik modeli oluşturulmuş ve testler ile de doğrulanmıştır.

In the automotive industry, alternative coupling methods are needed with the development of lightweight, economical and more durable materials in recent years. Among these coupling methods, adhesives are commonly used in the automotive industry due to advantages such as corrosion resistance, light weightiness, sound and vibration insulation. The aim of this work is to characterize the cohesive properties of an epoxy gflex 655 to be used in the manufacturing of single lap joint specimens of aluminum 6013. These joints were tested on +50°C and room temperature. DCB (double cantilever beam) test was realized in different critical temperatures as mentioned above and the analytical CBBM method was used to calculate GIC fracture energy in mode one of the adhesive in room temperature. Then ENF (end-notched flexure) test was conducted also in that temperatures to get GIIC in mode two using also CBBM method. To define adhesive's elastic characteristics and the stresses occurring during damage initiation, Bulk tests were realized and also in the same temperatures. Tensile tests were conducted to a single lap joint of different overlap length in that critical temperatures. The mechanical model of the adhesive was created with Abaqus software using the data collected from the mechanical tests and verified with numerical simulation results.