Sürekli fiber takviyeli kauçuk silindirlerin bası yükü altındaki mekanik davranışlarının deneysel ve sonlu elemanlar yöntemiyle incelenmesi
Investigation of mechanical behaviour of continious fiber reinforced cylindirical rubbers under compression by experimental and finite element method
- Tez No: 773877
- Danışmanlar: PROF. DR. BAHATTİN KANBER
- Tez Türü: Yüksek Lisans
- Konular: Makine Mühendisliği, Mechanical Engineering
- Anahtar Kelimeler: Deneysel yöntemler, Fiber, Kauçuk, Mekanik davranış, Silindirik yapılar, Sonlu elemanlar yöntemi, Experimental methods, Rubber, Mechanical behavior, Cylindrical structures, Finite element method
- Yıl: 2023
- Dil: Türkçe
- Üniversite: Samsun Üniversitesi
- Enstitü: Lisansüstü Eğitim Enstitüsü
- Ana Bilim Dalı: Makine Mühendisliği Ana Bilim Dalı
- Bilim Dalı: Belirtilmemiş.
- Sayfa Sayısı: Belirtilmemiş.
Özet
Kauçuk malzemeler eşsiz mekanik davranış sergilemelerine rağmen, düşük mukavemete sahip olmalarından dolayı endüstride genellikle fiber takviyeler ile birlikte kullanılmaktadır. Bu çalışma, çevresel olarak sürekli fiber takviyeli kauçuk silindirlerin, bası yükü altındaki mekanik davranışlarını ve fiberlerin bu davranışlara etkisini, sonlu elemanlar yöntemi ile araştırmayı ve deneysel doğrulamasını hedeflemiştir. Bu çalışmada; 5 adet yatay doğrultuda ve 45 adet helisel şekilde sarılarak takviye edilen silindirik kauçuklar eksenel doğrultuda bası yönünde yüzde yirmi beşlik gerilmeyle yüksek deformasyona maruz bırakılmıştır. Yatay doğrultuda takviye edilen kauçukların sonlu elemanlar analizi deneysel yöntem ile karşılaştırılıp doğrulanmıştır. Kauçuk malzemelerin sonlu elemanlar analizinde gerekli olan hiperelastik malzeme modelinin belirlenebilmesi için tek eksenli çekme ve kayma testleri yapılmıştır. Test sonuçlarından elde edilen gerilme-şekil değiştirme verilerine göre belirlenen 3. dereceden Yeoh malzeme modelinin parametreleri, deneylerde kullanılan kauçuk için oldukça yakın sonuçlar vermiştir. ANSYS ortamında helis yapıda takviye edilen ve“reinforcement”olarak modellenen fiberlerin; helis adım uzunluğu, elastisite modülü ve çaplarının bası yükü altındaki kauçuk silindire etkileri karşılaştırılmıştır. Fiberlerin takviye edilme şekli ve yapısı ile bası yükü altındaki kauçuk numunenin davranışının kontrol edilebileceği sonlu elemanlar yöntemi ile tespit edilmiştir.
Özet (Çeviri)
Despite having unique mechanical properties, rubbers are often used in industry in combination with fibre reinforcements due to their low strength. This study aimed to investigate the mechanical behaviour of circumferentially continuous fiber reinforced rubber cylinders under compression load, to determine the effect of fibers on these behaviors by using the finite element method and to verify the finite element results by experiments. In this study, 5 rubber cylinders reinforced by wrapping in horizontal direction and 48 rubber cylinders helically with fibers have different features and were subjected to large deformation with twenty-five percent axial strain and analyzed in the ANSYS Workbench. ANSYS results of rubber specimens reinforced horizontally were verified by experiments. Uniaxial tensile and shear tests were performed to determine the hyperelastic material model required for finite element analysis of rubber materials. The parameters of the 3rd order Yeoh material model determined according to the stress-strain data obtained from the test results gave very close results for the rubber used in the experiments. After experimental verification, helical reinforced rubbers were modeled in ANSYS environment and the effects of helix pitch length, fiber material and fibre diameters on the rubber behaviour were investigated. It was concluded that behaviour of rubber specimens under compression can be controlled using appropriate fibers with finite element analysis.
Benzer Tezler
- Design and optimization of variable stiffness composite structures modeled using Bézier curves
Bézier eğrileriyle modellenen değişken katılıklı kompozit yapıların tasarımı ve optimizasyonu
ONUR COŞKUN
Doktora
İngilizce
2022
Makine Mühendisliğiİstanbul Teknik ÜniversitesiUçak ve Uzay Mühendisliği Ana Bilim Dalı
PROF. DR. HALİT SÜLEYMAN TÜRKMEN
- Experimental investigation of tensile properties and notch effect on bolted joints between sheet metal-strengthened carbon fiber laminate and metal structure
Metal yapılar ve sac metal ile güçlendirilmiş CFRP civatalı bağlantılarının çekme özellikleri ve çentik etkisinin deneysel araştırması
BERFİN SEYDAN
Yüksek Lisans
İngilizce
2026
Makine MühendisliğiÇukurova ÜniversitesiMakine Mühendisliği Ana Bilim Dalı
PROF. DR. NECDET GEREN
- Karbon fiberlerden imal edilen kompozit yapılarda, fiber yüzey işlemlerinin fiber, ara bölge ve kompozit yapı özelliklerine etkilerinin incelenmesi
Investigation of the effects of fiber surface treatments on fiber, interphase, and composite properties of composites made of carbon fibers
SEÇKİN ERDEN
Doktora
Türkçe
2009
Makine MühendisliğiEge ÜniversitesiMakine Mühendisliği Ana Bilim Dalı
DOÇ. DR. HASAN YILDIZ
- Domestic wastewater treatment by small scale plant and removal of nitrogen and phosphorus
Küçük ölçekli tesis sistemi ile evsel atık sudan nitrojen ve fosfor giderimi
MOHAMMED HAMID
Yüksek Lisans
İngilizce
2017
Çevre Mühendisliğiİstanbul Teknik ÜniversitesiÇevre Mühendisliği Ana Bilim Dalı
YRD. DOÇ. DR. MAHMUT ALTINBAŞ