Silindirik Gövdeleri Birleştirmede Kullanılan Cıvataların Sayısının, Boyutunun ve Flanş Geometrisinin Eniyilemesi için Tasarım Aracı Oluşturulması ve Analizle Doğrulaması

Abstract

Bu tez, silindirik gövdelerin birleştirilmesinde kullanılan cıvataların sayısını, boyutunu ve flanş geometrisini optimize etmek için özel olarak tasarlanmış yeni bir tasarım aracının geliştirilmesini ve analitik doğrulamasını sunmaktadır. Cıvatalar, özellikle yük dağılımı, stres konsantrasyonu ve genel stabilite gibi faktörlerin çok önemli olduğu silindirik gövde montajlarında yapısal bütünlükte kritik bir rol oynamaktadır. Bununla birlikte, cıvataların optimum konfigürasyonu, malzeme özellikleri, geometrik kısıtlamalar ve mekanik gereksinimler dahil olmak üzere çeşitli faktörlerden etkilenen çok yönlü bir sorundur. Araştırma, cıvatalı bağlantı tasarımında kullanılan mevcut metodolojilerin ve araçların kapsamlı bir şekilde gözden geçirilmesi, eksiklerin ve sınırlamaların belirlenmesi ile başlamaktadır. Bu incelemeden elde edilen bilgilerden yararlanılarak, cıvata parametreleri ve yapısal performans arasındaki karmaşık etkileşimi dikkate alan bütünleşmiş bir tasarım aracının geliştirilmesi için sistematik bir yaklaşım önerilmektedir. Araç, farklı cıvata konfigürasyonlarını verimli bir şekilde simüle etmek ve değerlendirmek için gelişmiş hesaplama algoritmaları ve sonlu eleman analiz tekniklerini içermektedir. Tasarım aracının doğruluğunu ve güvenilirliğini sağlamak için titiz analitik doğrulama prosedürleri yürütülmektedir. Sonuçlar, aracın değişen koşullar altında cıvata davranışını tahmin etmedeki etkinliğini ve belirtilen performans kriterlerini karşılayan optimum tasarımlar üretme kabiliyetini göstermektedir. Ayrıca tez, geliştirilen aracın gerçek dünya mühendislik uygulamalarında kullanılmasının pratik sonuçlarını araştırmaktadır. Aracın çok yönlülüğünü ve farklı senaryolarda uygulanabilirliğini göstermek için çeşitli çalışmalar sunulmakta; tasarım sürecini kolaylaştırma, maliyetleri düşürme ve genel yapısal bütünlüğü geliştirme potansiyeli vurgulanmaktadır. Sonuç olarak, bu araştırma silindirik gövde montajlarında cıvata konfigürasyonunu optimize etmek için kapsamlı ve sağlam bir araç sunarak cıvatalı bağlantı tasarımının ilerlemesine katkıda bulunmaktadır. Geliştirilen araç, hesaplamalı modellemeyi analitik doğrulama ile entegre ederek, mühendislere cıvatalı bağlantılarla ilgili karmaşık zorlukları ele alırken optimum yapısal performans elde etmek için değerli bir kaynak sağlayacaktır.

This thesis presents the development and analytical validation of a new design tool specifically designed to optimize the number, size and flange geometry of bolts used in the joining of cylindrical bodies. Bolts play a critical role in structural integrity, especially in cylindrical body assemblies where factors such as load distribution, stress concentration and overall stability are crucial. However, the optimal configuration of bolts is a multifaceted problem influenced by several factors including material properties, geometric constraints and mechanical requirements. The research begins with a comprehensive review of existing methodologies and tools used in bolted joint design, identifying gaps and limitations. Utilizing the knowledge gained from this review, a systematic approach is proposed for the development of an integrated design tool that takes into account the complex interaction between bolt parameters and structural performance. The tool incorporates advanced computational algorithms and finite element analysis techniques to efficiently simulate and evaluate different bolt configurations. Rigorous analytical validation procedures are carried out to ensure the accuracy and reliability of the design tool. The results demonstrate the tool's effectiveness in predicting bolt behavior under varying conditions and its ability to produce optimal designs that meet specified performance criteria. Furthermore, the thesis explores the practical implications of using the developed tool in real-world engineering applications. Several studies are presented to demonstrate the versatility of the tool and its applicability in different scenarios, highlighting its potential to streamline the design process, reduce costs and improve overall structural integrity. In conclusion, this research contributes to the advancement of bolted joint design by providing a comprehensive and robust tool to optimize bolt configuration in cylindrical body assemblies. By integrating computational modeling with analytical verification, the developed tool will provide engineers with a valuable resource to achieve optimal structural performance while addressing the complex challenges associated with bolted connections.