Burulmaya maruz millerde korozyon oyuklarının gerilme dağılımının belirlenmesi

Abstract

Anahtar kelimeler: Korozyon oyuğu, Burulma, Gerilme yığılması katsayısı, MilKorozyon oyuğu, korozif ortamın etkisi altındaki başta çelik, yüksek dayanımlı alüminyum alaşımları ve metallerde gözlenmekte ve çatlak oluşumunun başlangıç potansiyeli olarak tanımlanmaktadır. Birçok sanayi kolunda malzemelerin güvenli ve emniyetli kullanımını sınırlamaktadır. Yük taşıyan, hareket ileten yapı elemanları çalıştıkları ortamlardan dolayı yüzeylerinde oluşan korozyon oyukları neticesinde görev yapamaz duruma gelirler. Belirli bir tork kuvveti altında güç iletim elemanı olarak görev alan dairesel kesitli yapı elemanı miller bu duruma maruz kalabilirler. Bu çalışmada korozyon oyuğu oluşmuş millerin burulma gerilmesi altındaki davranışları incelenmiş sonlu elemanlar yöntemiyle gerilme analizleri yapılmıştır. Korozyon oyukları için küresel oyuk, eliptik oyuk ve ikincil oyuk geometrileri Ansys paket programında modelize edilmiştir. Küresel oyuk modelleri sığ oyuk modelinden derin oyuk modeline doğru değişik derinliklerde, eliptik oyuk modelleri ise değişik derinliklerde sığ modelden, derin modele doğru değiştirilmiş, ayrıca mil eksenine göre sistematik bir açı değişimiyle eliptik oyuklar konumlandırılmıştır. Bununla beraber yarı küresel oyuk tabanında ikincil bir küresel oyuğun varlığı düşünülmüş, bu ikincil küresel oyuk geometrisi değişik çap ve derinliklerde büyültülerek modelize edilmiştir. Bu modellemelerden sonra, yüzeyinde korozyon oyuğu bulunmayan burulma gerilmesi etkisi altındaki milin dış yüzeyinde 1 MPa kayma gerilmesi meydana getirecek bir tork kuvveti tespit edilmiştir. Aynı tork değeri yukarıda bahsi geçen farklı boyut ve geometrilere sahip korozyon oyuklu millere Ansys paket programı yardımıyla sonlu elemanlar yöntemi kullanılarak uygulanmıştır. Ve çok daha yüksek kayma gerilmeleri ortaya çıkmıştır. Bu durum gerilme yığılması etkisiyle açıklanabilir. Elde edilen sonuçlar tek tek ? ort a bölünerek boyutsuz olarak ölçülmüş, bu sayede gerilme yığılması katsayısı Kt doğrudan elde edilmiştir

Key Words : Corrosion pit, Torsion, Tension agglomeration factor, PinCorrosion pit is observed particularly at steel, high strength aluminum alloys and metals under the influence of corrosive medium and is defined as the beginning of potential crack formation. Safe and secure usage of materials are limited in many industry branches. The structural elements that carry loads and transmit motion become unable to match the task because of corrosion pits that form on the environment they work. The circular cross section that serves as structural element under the force of certain torque force and may be exposed to this situation. In this study the behaviours under torsinoal stress where corrosion pits formed in pins are examined and stress analysis are made with finite element method. For corrosion pits spherical pit, elliptical pit, and secondary pit geometries have been modelized in Ansys package program. Spherical pit models are changed from shallow pit model to deep pit model in different depths, elliptical pit models in different depths are changed from shallow pit model to deep pit model, also a change in shaft angle to the axis of the elliptical pits are positioned systematically. At the same time, a secondary spherical pit presence is thought at the base of semi-spherical pit, this secondary spherical pit geometry is modelized by magnifying in different diameters and depths. After these modelizing under torsional stres effect where there is no corrosion pit on the surface, a torque force is determined on the outer surface of the pins that may cause 1 MPa shear stress. The same torque of the above-mentioned hollow shafts of corrosion in different sizes and geometries using finite element method was applied using the program package Ansys. And much higher shear stresses emerged. This situation can be explained by the effect of stress concentration. The obtained results are measured as dimensionless by dividing them to ? ort one by one, so the stress concentration factor Kt is obtained directly.