AI Summary & Key Takeaways
AI InsightThe slip-based friction model was found to significantly decrease the margin of error in the output torque, reducing it from 19.5% to 4.48% in comparison to the constant friction coefficient model.
📌 3 Key Takeaways
Abstract
Threaded fasteners are commonly utilized in a wide range of applications. The significance of the clamping load value has an important impact, particularly in critical applications, since it directly impacts the life span of the assembled components. Despite the fact that bolted fasteners may be reused, the clamping load gradually decreases with each tightening cycle due to changes in friction coefficients. This scenario gives rise to significant challenges, particularly in situations where the clamp load has utmost importance. In this work, the experimental determination of the friction coefficient change was conducted in relation to the reuse of fasteners. Additionally, a friction change model was established based on the surface slip distance, taking into consideration the experimental results. The absence of the reuse effect, particularly in the context of numerical simulation research, highlights the necessity of establishing a dedicated framework for the creation of numerical simulation models to address this issue. The achievement of simulating the behavior of a bolt after the 5th tightening is made possible by incorporating the derived model, which is based on sliding distance, into the numerical simulation model. The torque outputs derived from the simulation model were compared to the data collected from experiments, and the corresponding error margins were computed. The slip-based friction model was found to significantly decrease the margin of error in the output torque, reducing it from 19.5% to 4.48% in comparison to the constant friction coefficient model.
Özet
Cıvatalı bağlantı elemanları günümüzde birçok mekanik uygulamada sıklıkla kullanılmaktadır. Özellikle kritik uygulamalarda, kilitleme yükü değeri, montajlanan parçaların yaşam ömrü için önem arz etmektedir. Cıvatalı bağlantı elemanları tekrar kullanılabilir elemanlar olmasına rağmen sürtünme katsayılarındaki değişim, her sıkım esnasında kilitleme yükünün giderek düşmesine sebebiyet vermektedir. Bu durum, özellikle kilitleme yükünün önem arz ettiği uygulamalarda, beklenmedik sonuçların meydana gelebileceğini ortaya koymaktadır. Çalışma kapsamında, bağlantı elemanlarının tekrar kullanımı durumundaki sürtünme katsayısı değişimi deneysel olarak belirlenmiş ve bu veriler ışığında yüzey kayma mesafesi bazlı sürtünme değişim modeli geliştirilmiştir. Sayısal simülasyon çalışmalarında tekrar kullanım etkisinin göz ardı edilmesinden dolayı, bu etkinin tahmin edilebilmesine olanak sağlayan modellerin geliştirilmesine ihtiyaç duyulmaktadır. Elde edilen kayma mesafesi bazlı sürtünme modeli, cıvatanın 5. sıkım sonucunda göstermiş olduğu davranışı, sayısal simülasyon yazılımı ile tahmin edebilmiştir. Model sonucunda elde edilen tork çıktıları, deneysel veri sonucunda elde edilen veriler ile kıyaslanarak hata payları çıkarılmıştır. Kayma mesafesi bazlı sürtünme modelinin, sürtünme katsayısının sabit kaldığı varsayımına dayanarak gerçekleştirilen simulasyonlardan elde edilen çıktı torkundaki hata payını, %19,5’ den %4,48’e düşürdüğü gözlemlenmiştir.