Elastomer malzemelerin farklı yükleme durumlarında dayanım ve yorulma özelliklerinin hesaplanması için bir yöntem geliştirilmesi
Development of a method for predicting the strength and fatigue properties of elastomeric materials under different loading modes
- Tez No: 1012561
- Danışmanlar: PROF. DR. NECMETTİN KAYA
- Tez Türü: Doktora
- Konular: Makine Mühendisliği, Mechanical Engineering
- Anahtar Kelimeler: Fonksiyonel polimerler, Functional polymers
- Yıl: 2026
- Dil: Türkçe
- Üniversite: Bursa Uludağ Üniversitesi
- Enstitü: Fen Bilimleri Enstitüsü
- Ana Bilim Dalı: Makine Mühendisliği Ana Bilim Dalı
- Bilim Dalı: Konstrüksiyon ve İmalat Bilim Dalı
- Sayfa Sayısı: Belirtilmemiş.
Özet
Maruz kalınan farklı statik ve dinamik yüklenme koşulları altında, kauçuk malzemeler karmaşık ve ön görülmesi (göreceli olarak doğrusal davranışlar sergileyen diğer mühendislik malzemelerine göre) daha zor mekanik özellikler gösterirler. Organik bağlar kuran malzemeler oldukları için kullanıldığı ilk andan itibaren kalıcı ve sürekli değişmeye devam eden mekanik davranışlar sergilerler. Kauçuktan imal edilen parçaların doğru bir şekilde tasarlanması, kullanılması ve ömürlerinin tayin edilmesi için bu karmaşık ve zamana bağlı olarak sürekli değişen davranışın modellenmesi çok önemlidir. Bu amaca yönelik olarak, bu çalışmada, iki faklı karbon karası katkılı doğal kauçuk bileşiğinin (NR50 ShA ve NR60 ShA) iki farklı şekil değiştirme hızında, tekrarlı yükler altında kayma ve basma testlerinden elde edilen sonuçlar kullanılarak hiperelastik ve viskoelastik davranışları tespit edilmiştir. Hiperelastik davranış Aruda-Boyce modeli kullanılarak modellenirken, viskoelastik davranış için Bergström-Boyce modeli kullanılmıştır. Bu modellerin etkinliğini ve doğruluğunu tespit etmek için zamana bağlı olarak basma ve kesme yüklenme modlarında çeşitli sabit gerinim yüklerinde zamana bağlı mekanik özellik değişimleri test edilmiş ve bu sonuçlar elde edilen modeller kullanılarak yapılan sonlu elemanlar analiz sonuçları ile karşılaştırılmıştır. Tekrarlı yükler altında bulunan histerezis değerleri bulunmuş ve bu değerlerin zamana bağlı mekanik özellik değişimi ile ilişkilendirilmiştir. İki özellik arasında ters bir orantı olduğu görülmüştür. Toplam zamana bağlı değişimler dikkate alındığında analiz ve test sonuçları arasındaki farklar %3,5'in altında bulunmuştur. Metodun ağır mekanik yükler altında çalışan, sismik izolatör, gemi motor takozları, tren birincil süspansiyon takozları, contalar gibi parçaların zamana bağlı mekanik özellik değişimlerini ön görmek için kullanılabileceği sonucuna ulaşılmıştır.
Özet (Çeviri)
Under various static and dynamic loading conditions, rubber materials exhibit complex mechanical properties that are more challenging to predict compared to relatively linear engineering materials. As they exhibit organic substance characteristics, they demonstrate mechanical behaviours that are irreversible and continuously evolving from the moment of their first use. Modelling this complex and time-dependent behaviour is crucial for the accurate design, application, and determination of the service life of components manufactured from rubber. For this purpose, this study characterizes the hyperelastic and viscoelastic behaviours of two different carbon black-filled natural rubber compounds (NR50 ShA and NR60 ShA) using results from shear and compression tests under cyclic loading at two different strain rates. The hyperelastic behaviour was modelled using the Arruda-Boyce model, while the Bergström-Boyce model was employed for the viscoelastic behaviour. To determine the effectiveness and accuracy of these models, time-dependent changes in mechanical properties under various constant strain levels in compression and shear loading modes were tested. These experimental results were then compared with the outcomes of finite element analyses conducted using the developed models. Hysteresis values under cyclic loading were determined and correlated with the time-dependent changes in mechanical properties, revealing an inverse relationship between the two. When the total time-dependent changes were considered, the discrepancies between the analysis and test results were found to be below 3,5%. It was concluded that this methodology can be used to predict the time-dependent mechanical property changes in components operating under heavy mechanical loads, such as seismic isolators, marine engine mounts, primary suspension mounts for trains, and gaskets.
Benzer Tezler
- Production and characterization of thermoplastic elastomer foams based on styrene-ethylene-butadiene-styrene and polypropylene
Stiren-etilen-bütadien-stiren ve polipropilen bazlı köpük termoplastik elastomerlerin geliştirilmesi ve karakterizasyonu
CEREN KIROĞLU
Doktora
İngilizce
2022
Polimer Bilim ve Teknolojisiİstanbul Teknik ÜniversitesiPolimer Bilim ve Teknolojisi Ana Bilim Dalı
PROF. DR. NİLGÜN KIZILCAN
- PS/SIBS/KARBON nanotüp kompozitlerin üretimi, ısıl vemekanik özelliklerinin incelenmesi
Production of PS/SIBS/KARBON nanotube composites, investigation of thermal and mechanical properties
MELEK IRMAK CENGİZ
Yüksek Lisans
Türkçe
2023
Polimer Bilim ve TeknolojisiYalova ÜniversitesiPolimer Malzeme Mühendisliği Ana Bilim Dalı
PROF. DR. SİNAN ŞEN
DOÇ. DR. EMRE TEKAY
- Termal ara yüzey malzemesi olarak kullanılabilecek polimer/bor nitrür mikro ve nano kompozitlerinin üretim teknolojilerinin araştırılması
Investigation of production tecnologies of polymer/ boron nitride micro nano composites to be used as thermal interface materials
ŞEBNEM KEMALOĞLU
Yüksek Lisans
Türkçe
2009
Polimer Bilim ve TeknolojisiKocaeli ÜniversitesiKimya Mühendisliği Ana Bilim Dalı
YRD. DOÇ. DR. GÜRALP ÖZKOÇ
- Radyal dudaklı keçelerde keçe dudağı geometrisinin sızdırmazlık performansına etkisinin sonlu elemanlar yöntemiyle modellenmesi ve deneysel incelenmesi
Numerical investigation and experimental verification of effect of the radial lip seal geometry on sealing performance
GÖRKEM TOK
Yüksek Lisans
Türkçe
2017
Makine Mühendisliğiİstanbul Teknik ÜniversitesiMakine Mühendisliği Ana Bilim Dalı
YRD. DOÇ. DR. VEDAT TEMİZ
- Yapıştırılarak birleştirilmiş kompozit malzemelerin eksantrik yükleme altındaki yapısal davranışlarının incelenmesi
Investigation of the structural behaviors under the eccentric loading of adhesively bonded composite materials
HALİL MURAT ENGİNSOY
Doktora
Türkçe
2017
Makine MühendisliğiUşak ÜniversitesiMakine Mühendisliği Ana Bilim Dalı
PROF. DR. OSMAN ASİ