Metal-kauçuk bileşenli kasnak parçasının mekanik davranışının tespit edilmesi, sonlu elemanlar yöntemi ile analizi ve testlerle doğrulanması

Year 2020, Volume: 35 Issue: 4, 2113 - 2124, 21.07.2020

Agah Uğuz Ufuk Penekli

https://doi.org/10.17341/gazimmfd.679206

Abstract

Bu çalışmada, triger kayışı vasıtasıyla motorda hareket aktarımını sağlayan kasnak parçasının mekanik davranışı sonlu elemanlar yöntemiyle incelenmiş ve deneylerle doğrulanmıştır. Kauçuk malzemelerin sonlu elemanlar yöntemiyle analizinde kullanılan hiperelastik malzeme modellerinin oluşturulabilmesi için tek eksenli çekme ve kayma deneyleri gerçekleştirilmiştir. Bu deneylerden elde edilen sonuçlarla hiperelastik malzeme katsayıları hesaplanmıştır ve doğrulanmıştır. Doğrulanan malzeme modeliyle kasnak geometrisi modellenmiş farklı burulma açıları altında yer değiştirmeler, gerilmeler ve burulmadan kaynaklanan momentler incelenmiştir. Yapılan kasnak analizlerinin doğruluğunun teyit edilebilmesi için de kasnak burulma test cihazı tasarlanmış ve imal edilmiştir. Kullanılan malzeme modeli ve analiz yöntemiyle elde edilen sonuçların deneylerle doğrulanmasından sonra kasnak geometrisi üzerinde geometrik iyileştirmeler yapılarak, aynı yükleme koşulları altında kauçuk malzeme üzerindeki gerilme mertebeleri düşürülmüş ve kasnak parçasının kullanım ömrü uzatılabilmiştir.

Keywords

Sonlu elemanlar analizi, , kauçuk, mooney-rivlin, hiperelastik malzeme, kasnak

References

• Cornish, K. Rubber Production. Encyclopedia of Applied Plant Sciences, 3(2): 410-419. 2017.
• Lindenmuth, B.E. An overview of tire technology: The Pneumatic Tire, Ed.: Brewer, H.K., Clark, K., USA, 2-27. 2006.
• Cadwell, S.M., Merril, R.A., Sloman, C.M., Yost, F.L. Rubber in the automotive industry. Industrial and Engineering Chemistry, 33(3): 370-374. 1941.
• Anonim, Introduction to Rubber. Stern Rubber Company USA, http://sternrubber.com/files/6814/1936/5017/Intro_to_Rubber_1-1-15.pdf 2015.- (Erişim Tarihi: 13.11.2017).
• Muflikhun, M. Standard Testing for Elastomer (rubber) Part 1. General Rubber. Basic Rubber Testing, Gadjah Mada University, Indonesia. 2015.
• Grellmann, W., Seidler, S. Polymer Testing. Hanser Publication, Munich, Germany, 22 pp. 2013.
• Anonim, ASTM D 412-06a Standard Test Methods for Vulcanized Rubber and Thermoplastic Elastomers-Tension. ASTM American Society for Testing and Materials, USA. 2008.
• Anonim, ISO 37:2011(E) Rubber, Vulcanized or Thermoplastic-Determination of Tensile Stress Strain Properties. ISO International Standard Organization, Switzerland. 2011.
• Negrete, N.G., Rivasb, A., Vinolas, J. Predicting the dynamic behaviour of hydrobushings. Shock and Vibration, 12: 91-107. 2005.
• Anonim, ASTM D945-92 Standard Test Methods for Rubber Properties in Compression or Shear (Mechanical Oscillograph). ASTM American Society for Testing and Materials, USA. 2001.
• Vahapoğlu, V. Kauçuk Mekaniğinde Yapılan Deneyler. Pamukkale Üniversitesi Mühendislik Bilimleri Dergisi, 19(1): 33-60. 2013.
• Shahzad, M., Kamran, A., Siddiqui, M.Z., Farhan, M. Mechanical Characterization and FE Modelling of a Hyperelastic Material. Material Research, 18(5): 918-924. 2015.
• Boyce, M.C., Arruda, E.M. Constitutive Models of Rubber Elasticity: A Review Rubber Chemistry and Technology, USA, 504-523. 2000.
• Khajehsaeid, H., Arghavani, J., Naghdabadi, R. A hyperelastic constitutive model for rubber-like materials. European Journal of Mechanics A/Solids, 38: 144-151. 2013.
• ANSYS Inc., 2018. ANSYS Help. Hyperelastic Material Models, https://ansyshelp.ansys.com/account/secured?returnurl=/Views/Secured/corp/v191/ans_mat/aQw8sq22dldm.html - (Erişim Tarihi: 15.02.2018).
• Kim, B., Lee, S.B., Lee, J., Cho, S., Park, H., Yeom, S., Park, S.H.. A Comparison Among Neo-Hookean Model, Mooney-Rivlin Model, and Ogden Model for Chloroprene Rubber. International Journal Of Precision Engineering And Manufacturing, 13(5): 759-764. 2012