UHMWPE'nin farklı deformasyon hızları altında eğilme davranışının belirlenmesi: deneysel ve nümerik çalışma
Determination of the flexural behavior of UHMWPE under different deformation velocities: Experimental and nümerical study
- Tez No: 683191
- Danışmanlar: PROF. DR. HAMZA KEMAL AKYILDIZ
- Tez Türü: Yüksek Lisans
- Konular: Polimer Bilim ve Teknolojisi, Makine Mühendisliği, Polymer Science and Technology, Mechanical Engineering
- Anahtar Kelimeler: Belirtilmemiş.
- Yıl: 2021
- Dil: Türkçe
- Üniversite: Yozgat Bozok Üniversitesi
- Enstitü: Fen Bilimleri Enstitüsü
- Ana Bilim Dalı: Makine Mühendisliği Ana Bilim Dalı
- Bilim Dalı: Belirtilmemiş.
- Sayfa Sayısı: Belirtilmemiş.
Özet
Yarı kristal termoplastik malzeme olarak bilinen hafifliği, çok düşük sürtünme katsayısı, yüksek aşınma direnci, yüksek darbe dayanımı, yüksek kimyasal ve korozyon direnci ve yüksek gürültü emilim gibi olağan üstü mekanik ve fiziksel özelliklerinden dolayı Ultra Yüksek Molekül Ağırlıklı Polietilen (UHMWPE), biyomedikal, savunma, otomotiv ve havacılık gibi birçok sanayi kollarında yaygın olarak kullanılmaktadır. Bu uygulama alanlarında UHMWPE genellikle değişik hızlar altında eğilme gibi çok eksenli yüklere maruz kalmaktadırlar. Bu malzemenin değişik hızlar altındaki eğme yüklerine karşı vermiş olduğu tepkiyi önce deneysel olarak belirlemek ve sonrasında da sonlu elemanlar bağlamında modellemek endüstriyel bir gereksinimdir. Bu çalışmanın ana amacı daha önce hiç belirlenmemiş UHMWPE'nin değişik hızlarda 3 nokta eğme yükleri altındaki mekanik davranışını deneysel olarak belirlemek ve nümerik olarak doğrulamaktır. Bu kapsamda 3 nokta eğme testleri 0.1, 1 ve 12 mm/s hızları altında gerçekleştirilmiştir. Bu testlerin nümerik analizleri SAMP-1(polimerler için yarı analitik malzeme modeli) malzeme modeli kullanılarak LS-DYNA mühendislik programında yapılmıştır. SAMP-1 malzeme modelinin hesaplamalar için gereksinim duyduğu çoklu çekme plastik gerinim-gerilim eğrileri ile birlikte basma plastik gerinim-gerilim eğrileri gerçekleştirilen çekme ve basma testleri aracılığıyla elde edilmiştir. Basma ve çekme testleri yine 0.1, 1 ve 12 mm/s hızları altında yapılmıştır. UHMWPE'nin çekme ve basma yükleri altında sergilemiş olduğu gerinim yumuşaması ve takip eden gerinim sertleşmesi gibi önemli malzeme davranışlarını SAMP-1 malzeme modeli tarafından yüksek hassasiyetle elde edildiği bu testlerin yapılan nümerik analizleri sonucunda ortaya konmuştur. Artan hıza bağlı UHMWPE'nin 3 nokta eğme yüklerine karşı verdiği tepkinin arttığı ve SAMP-1 malzeme modeli aracılığı ile yüksek doğrulukla elde edildiği gözlemlenmiştir.
Özet (Çeviri)
Ultra high molecular weight polyethylene (UHMWPE) considered as a semi-crystalline polymer has been widely used in a broad range of engineering applications, such as biomedical, defense, automotive and aviation due to its superior physical and mechanical properties, including lightweight, very low coefficient of friction, high wear resistance, high impact resistance, high chemical and corrosion resistance and high noise absorption. In these application fields, UHMPWE are generally subjected to multiaxial loads, like bending at different deformation velocities. First, determining the mechanical response of this material to bending loads experimentally, and then predicting its material behavior under bending loads in the context of finite element analysis accurately is of industrial need. On account of this, the primary aim of this study is to first determine the material behavior of UHMWPE under three-point bending at different deformation rates through mechanical tests, and then to reproduce the 3-point bending test data satisfactorily by means of numeric analysis. In this framework, the 3-point bending tests have been carried out on UHMWPE at three various deformation rates such as 0.1 mm/s, 1 mm/s and 12 mm/s. The numerical implementation of the 3-point point bending tests has been performed using SAMP- 1 material model (semi-analytical material model for polymers) in LS-DYNA engineering software. The required input material parameters to SAMP-1, including multiple tensile plastic stress-strain and compressive plastic stress-strain curves have been obtained by conducting associated mechanical tests at the identical deformation rates attained in the actual 3-point bending experiments. Such characteristic material behavior of UHMWPE under tension and compression, including strain softening followed by strain hardening, has been successfully captured by SAMP-1. It has been observed that the UHWMPE acts stiffer with an increased deformation rate, and a very good correlation has been achieved between 3-point bending outcomes and numerical predictions.
Benzer Tezler
- Farklı lif malzemelerinden oluşan çok katmanlı zırhların hesaplamalı balistik analizi
A computational study of ballistic response in multi-layer textile protection systems
LÜTFULLAH TAHA HALICI
Yüksek Lisans
Türkçe
2026
Uçak Mühendisliğiİstanbul Teknik ÜniversitesiUçak ve Uzay Mühendisliği Ana Bilim Dalı
DOÇ. DR. SEHER EKEN
- Kifoz hastalarında uygulanan posterior segmentar enstrümantasyon sonrası roda binen stresin biyomekanik olarak incelenmesi
Biomechanical analysis of stress on the spine following posterior segmental instrumentation in kyphosis patients
EMIL TAHIRZADE
Tıpta Uzmanlık
Türkçe
2025
Ortopedi ve TravmatolojiDokuz Eylül ÜniversitesiOrtopedi ve Travmatoloji Ana Bilim Dalı
PROF. DR. AHMET KARAKAŞLI
- UHMWPE/selüloz polimer kompozitlerin hazırlanması ve uyumlaştırıcı etkisinin incelenmesi
Preparation of UHMWPE/cellulose polymer compositesand investigation of compatibilizer effect
SONAY ÖZCAN
Yüksek Lisans
Türkçe
2019
Polimer Bilim ve TeknolojisiKocaeli ÜniversitesiPolimer Bilim ve Teknolojisi Ana Bilim Dalı
DR. ÖĞR. ÜYESİ MERVE DANDAN DOĞANCI
- Farklı dizaynlara sahip total alloplastik temporomandibular eklem protezlerinin fossa ve kondil/ramus komponentlerine gelen stres dağılımlarının sonlu elemanlar analizi ile incelemesi
Finite element analysis of stress distributions on the fossa and condyle/ramus components of total alloplastic temporomandibular joint prostheses with different designs
SABUHI ABBASBAYLI
Diş Hekimliği Uzmanlık
Türkçe
2025
Diş HekimliğiAtatürk ÜniversitesiAğız, Diş ve Çene Cerrahisi Ana Bilim Dalı
DOÇ. DR. ERTAN YALÇIN
- C vitamini kullanılarak indirgenmiş grafen oksit (Rgoc) katkılı ultra yüksek moleküler ağırlıklı polietilen (Uhmwpe) kompozitlerin üretimi ve karakterizasyonu
Production and characterization of ultra high molecular weight polyethylene (Uhmwpe) composites with reduced graphene oxide (Rgoc) using vitamin c
ALİME ÇOLAK
Yüksek Lisans
Türkçe
2019
BiyomühendislikBilecik Şeyh Edebali ÜniversitesiBiyoteknoloji Ana Bilim Dalı
DR. ÖĞR. ÜYESİ FERDA MİNDİVAN