S235 Çelik Profillerinin Eğilme Davranışlarının Farklı Zımba Geometrileriyle Deneysel Olarak İncelenmesi

Abstract

Bu çalışmada, S235 kalite kare kesitli çelik profillerin eğilme davranışları farklı zımba geometrileri altında deneysel olarak incelenmiştir. Deneylerde, 50×50×4 mm boyutlarında ve 300 mm uzunluğundaki kutu profiller kullanılmıştır. Eğilme deneyleri, Shimadzu üniversal test cihazında gerçekleştirilmiş ve yükleme hızı 2 mm/dk olarak sabit tutulmuştur. Çalışmanın temel amacı, farklı zımba yarıçaplarının malzemenin deformasyon davranışı, yük taşıma kapasitesi ve gerilme dağılımı üzerindeki etkilerini belirlemektir. Bu kapsamda R5, R10 ve R15 mm yarıçaplarına sahip üç farklı zımba geometrisi kullanılmıştır. Deney sonuçları, zımba geometrisinin profil davranışı üzerinde önemli bir etkiye sahip olduğunu göstermiştir. Küçük yarıçaplı zımbalarda temas alanının daralması nedeniyle gerilme yığılması artmış ve yerel plastik deformasyon daha erken başlamıştır. Buna bağlı olarak malzemenin taşıyabildiği maksimum kuvvet değerleri daha düşük seviyelerde kalmıştır. Buna karşın, büyük yarıçaplı zımbalarda yük daha geniş bir yüzeye yayılmış, böylece daha homojen bir gerilme dağılımı elde edilmiştir. Özellikle R15 zımba geometrisinde profil kesitinin tamamının plastik deformasyona katıldığı ve yaklaşık 95 kN seviyesine kadar yük taşıyabildiği belirlenmiştir. Elde edilen bulgular, temas geometrisinin S235 çelik profillerin mekanik performansı üzerinde kritik bir parametre olduğunu ortaya koymaktadır.In this study, the bending behavior of S235 square steel profiles under different punch geometries was experimentally investigated. Square hollow sections with dimensions of 50×50×4 mm and a length of 300 mm were used in the experiments. Bending tests were carried out using a Shimadzu universal testing machine at a constant loading speed of 2 mm/min. The primary objective of the study was to determine the effects of different punch radii on deformation behavior, load-carrying capacity, and stress distribution of the material. For this purpose, three different punch geometries with radii of R5, R10, and R15 mm were employed. The experimental results demonstrated that punch geometry has a significant influence on the mechanical response of the profiles. In small-radius punches, the reduced contact area caused higher stress concentrations and earlier local plastic deformation. Consequently, the maximum load-carrying capacity remained at lower levels. In contrast, larger-radius punches distributed the load over a wider surface, resulting in a more uniform stress distribution. Particularly for the R15 punch geometry, the entire cross-section participated in plastic deformation, and the profile was able to withstand loads up to approximately 95 kN. The findings indicate that contact geometry is a critical parameter affecting the mechanical performance and deformation characteristics of S235 steel profiles.