Tezin Türü: Doktora
Tezin Yürütüldüğü Kurum: Orta Doğu Teknik Üniversitesi, Mühendislik Fakültesi, Makina Mühendisliği Bölümü, Türkiye
Tezin Onay Tarihi: 2024
Tezin Dili: İngilizce
Öğrenci: AYŞE USTA YAYLA
Danışman: Hüsnü Dal
Açık Arşiv Koleksiyonu: AVESİS Açık Erişim Koleksiyonu
Özet:Polimer malzemeler, havacılık, otomotiv ve biyomedikal endüstrilerde yaygın olarak kullanılan önemli bir malzeme sınıfını oluşturur. Dolgu maddeleri içeren kauçuk benzeri malzemeler, sönümleme, dayanıklılık ve sızdırmazlık gibi etkileyici özelliklere sahip olduklarından bu kategoride öne çıkar. Performanslarını optimize etmek, belirli yükleme koşulları altındaki mekanik tepkilerin derinlemesine anlaşılmasını gerektirir. Monoton yüklemeler için geliştirilen malzeme modellerine ek olarak, bu malzemeler aynı zamanda araç tasarımında titreşimi sönümleyici bileşenler olarak kullanıldığından malzeme tepkisinin dinamik yüklemeler altında analiz edilmesi de önem kazanır. Dolgu içeren kauçuklar, yüklemenin değişen genliğine, sıcaklığına, frekansına ve malzemenin sertliğine bağlı olarak dinamik yüklemeler altında farklı davranış sergilerler. Bunlar arasında genliğe bağlılık, artan dinamik genlik nedeniyle oluşan gerilme yumuşaması olarak bilinen Payne etkisi ile doğrudan ilgilidir. Yapısal modeller, mikro-mekanik veya fenomenolojik bir yaklaşım kullanılarak oluşturulur. Geleneksel iç değişkenlere ek olarak, malzemenin mikro-yapısal tepkisini yük hızı üzerinden dashpot elemanları aracılığıyla karakterize etmek için yeni bir iç değişken tanıtılır. Bu tezde, dolgu içeren kauçuklar için genliğe bağımlı dinamik tepkiyi -Payne etkisi- doğru bir şekilde tanımlamak için yeni bir yapısal model önerilmektedir. Hiperelastik ve viskoelastik malzemelerin davranışları, kısmi-statik ve dinamik yüklemelerle incelenmektedir. Hiperelastik tepkiyi yakalamak için genişletilmiş sekiz-zincir metodu kullanılmaktadır. Viskoelastik tepki, mikro-küre malzeme modeli ile tanımlanmıştır. Önerilen yöntem, inelastik malzemelerin yük hızına olan doğrusal olmayan bağımlılığını başarıyla karakterize etmektedir. Önerilen yöntemin etkinliği, mevcut literatürle karşılaştırılarak gösterilmektedir. Ayrıca, çeşitli sayısal çalışmalar, sonlu eleman analizleri ile sunulmaktadır.