Yüksek basınçlı sistemlerde civata üzerindeki gerilmenin burç boyuna göre analizi ve optimum burç boyunun tespit edilmesi

Civatalar, mekanik parçaların montajında oldukça yaygın kullanılan elemanlardır. Birbirinden farklı malzemeler için kullanılabilme özelliği, tamirat sırasında tekrar tekrar sökülüp takılma kolaylığı ve diğer bağlama methodlarına göre daha ucuz olması nedeniyle en çok tercih edilen bağlama elemanlarıdır. Karmaşık tasarımlar için kullanılabilme kolaylığı ve farklı malzemeleri montajlama gibi özellikleri sayesinde mühendislere kolaylıklar sağlayarak, tasarım olanaklarını artırır. Birçok uygulamada, cıvataların ömrü işletme sisteminin ömrünü etkiler. Bu sebepten dolayı civatalar, sistemeler için çok önemli ve üzerlerinde birçok çalışma yapılan ve yapılacak olan elemanlardır. Civatalar kendi içlerinde çok karmaşık tasarıma sahiptir. Geometrisinin yapısı, civata ve somun dişleri arasındaki temas yüzeyleri, civatanın üzerindeki ön yükleme, flanşlar ile civata başının ve somunun temas yüzeyleri, civata ve flanş deliklerinin temas yüzeyleri gibi birçok etken civatalı bağlantılarda önemli rol oynamaktadır. Günümüzün teknolojisi ve sayısal yetenekleri sayesesinde sonlu elemanlar yöntemi ile bu karmaşık fiziksel olayı en gerçekçi birşekilde yansıtılabilmesi, uygun malzemeler, eleman tipleri ve ağ (mesh) yapıları ile oluşturulan bir model ile mümkün kılınabilinmektedir. Eğer sistem hiç basitleştirilmeyip, bütün karmaşıklığı ile yansıtılmaya çalışılırsa, uygun sürede sonuçlar alınıp tasarım sürecinin gerektirdiği birçok değişik tasarım konfigürasyonları yapılarak, uygun tasarım seçilemez. Bu karmaşık sistem, işlem süresini kısaltmak için doğru sonuçlar elde edilecek şekilde basitleştirilmelidir. Bu tezde güdülen amaç civata bağlantılı sistemlerde civatalardan kayanaklanan hataları en aza indirmek amacı ile civatalar üzerinde meydana gelen gerilmeleri, flanş tasarımını değiştirmemek kaydı ile çeşitli tasarımlar deneyerek, düşürmektir. Bu tezde civata bağlantılı modeli oluşturmak için SIEMENS NX 9 yazılımı kullanılmıştır ve daha sonra model ANSYS WORKBENCH kullanılarak analiz edilmiştir. 3 boyutlu model oluşturulduktan sonra sonlu elamanlar yöntemi ile gerçek fiziksel koşulların oluşturulmasına çalışılmıştır. Çalışma standart bir baz modeli geliştirmek amacı ile sürdürülmüş ve baz model DIN2628 ve flanş yapısına ait civatalar M20'dir. Baz modelin sonlu elemanlar modeli oluşturulduktan sonra yüksek basınçlı işletme sistemi simule edilmiştir. Bu koşullar altında civata üzerinde yüksek gerilmeler görülmüş ve civata akmıştır. Sisteme çeşitli boylarda burçlar eklenip civata üzerinde görülen gerilmenin düşürülmesi ve sistemin başarı ile çalışması hedeflenmiştir. Bunun yanında sisteme eklenen burçlar hem sistemin ağırlığını hem de sistemin fiyatını artıracağı düşünülerek ikinci bir öneri olarak da civata başına kanal açarak civatanın verilen sistemde sağlıklı şekilde çalışması amaçlanmıştır.