Sigma kesitli hafif çelik profillerin eksenel ve eksantrik yükleme altındaki davranışlarının deneysel ve sayısal olarak incelenmesi

Abstract

Sigma profillerle ilgili deneysel çalışmaların daha çok monotonik yüklemeler altında gerçekleştirilmiş olması nedeniyle bu çalışmada tersinir-tekrarlı yükler altındaki hafif çelik sigma profillerin eksenel yükleme, bir ve iki eksenli eğilme altındaki dayanım, enerji tüketme ve süneklik gibi karakteristik davranışları incelenmiştir. Enkesitin yük taşıma kapasitesini belirleyen yerel, çarpılmalı ve genel burkulma modları ve bu burkulma modlarının görüldüğü kritik boy ve yük katsayılarına göre sigma profil kesit ve boyları belirlenmiştir. Boyları 500 mm, 1000 mm ve 1500 mm olarak belirlenen numuneler üzerinde 45 adedi monotonik, 45 adedi de tersinir-tekrarlı olmak üzere toplam 90 adet yükleme deneyi gerçekleştirilmiştir. Malzeme pekleşme parametreleri deneysel olarak belirlendikten sonra ABAQUS yazılımında gerçekleştirilen sonlu eleman analizleri ile monotonik ve tersinir-tekrarlı yükler altındaki sayısal ve deneysel davranışlar karşılaştırılmıştır. Ayrıca, iki farklı parametrik çalışma ile monotonik yükleme altında gerçekleştirilen 2555 adet analiz sonucunda sigma profillerin dayanım uzayları belirlenmiş, profil dayanımları AISI-S100-12 yönetmeliği ile karşılaştırılmıştır. Buna göre, AISI yönetmeliğinin mevcut haliyle daha korumacı olduğu ve profil dudaklarının çekme gerilmesi altında olduğu elemanların dayanımlarının hesaplanması bakımından geliştirilme potansiyelinin daha yüksek olduğu belirlenmiştir. Tersinir-tekrarlı deneysel ve sayısal çalışmalarda genellikle, P numunelerinin enerji tüketme kapasitelerinin N numunelerinden daha yüksek olduğu görülmüştür. Tersinir-tekrarlı yükler altında enerji sönümleyebildiklerinden, daha farklı tipe ve kesit narinlik oranına sahip sigma profiller üzerinde tersinir-tekrarlı yükler altında, dayanım ve rijitlik kaybının karakterize edilerek kapsayıcı zarf eğrilerinin oluşturulması, bu profillerin hafif çelik yapılarda daha yaygın kullanımlarının önünü açacaktır.