Sonlu elemanlar metodu ile nr/sbr tipi elastomer esaslı malzemelerin davranış modellerinin belirlenmesi

Kauçuk malzemeler, endüstride her geçen gün kullanım alanları çoğalan mühendislik malzemeleridir. Sonlu elemanlar yöntemi gibi bilgisayar destekli tasarıma yönelik sayısal yöntemler günümüzde mühendislik uygulamalarının vazgeçilmez araçlarındandır. Bu yöntemlerin yapının davranışını modellemedeki başarıları, diğer etkenler yanında, modele girilen verilerin gerçeği ne ölçüde doğru bir şekilde yansıttıklarına bağlıdır. Bu sebeple kauçuk türü malzemelerin mekanik davranışı deneysel olarak belirlenerek matematiksel modeli kurulmalı ve bu matematiksel model içerisindeki veriler doğru olarak belirlenmelidir. Kauçuk türü malzemelerin mekanik davranışlarının modellenmesinde, katkı maddeleri ve üretim yöntemlerine bağlı olarak fiziksel özelliklerindeki çeşitlilik yanında, inelastik özellikler sergilemeleri, kauçuk türü malzemelerin mekanik davranışını modellemek yada doğruluğunu test etmek için birden fazla çeşitli deneyler yapılması, kauçuğun bazı mekanik özelliklerinin zamanla değişmesi yani viskoelastik bir malzeme olması gerçekçi modelin kurulmasında sorun kaynağıdır.Bu çalışmadaki en önemli amaç, az sayıda deneysel veri ile (daha az enerji, maliyet ve zaman) gerçekçi bir modelin kurulmasıdır. Ayrıca sonuçlanmış doktora çalışmasında ayakkabı tabanlarında kullanılmış bu malzemelerin, farklı alanlarda kullanılabilmesi için malzeme karakteristiğinin belirlenmesidir. Çalışmada, içinde dolgu malzemesi olarak değişik miktarlarda (250g.-500g.-750g.-1000g.) cam küre, mika tozu, wollastonit kullanılan NR/SBR malzemelerinin, sonlu eleman yönteminin söz konusu olan özellikleri dikkate alınarak bu yöntemle çözüm yapan Abaqus 6.7.1 yazılım programının kullanılmasıyla, malzeme davranış modelleri belirlenmiştir.Deneysel çalışma iki aşamada gerçekleştirilmiştir. Birinci aşamada, NR/SBR malzemesinden kesilen papyon şeklindeki çekme numunelerinin çekme deneyleri yapılmıştır. Deney sonucunda elde edilen veriler ile sonlu elemanlar programında malzemenin tanımlanması için gerekli olan değerler hesaplanmıştır. Abaqus programında çekme numuneleri birebir modellenerek, çekme deneyinden elde edilen veriler doğrultusunda tanımlanan malzeme modele atanmış, Abaqus'ün malzeme değerlendirme kısmında malzeme özellikleri test edilerek uygun malzeme modeli olarak Marlow seçilmiştir. Model seçiminden sonra numune analiz edilmiş, elde edilen test ve analiz verileri grafiklere dönüştürülüp sonuçlar kısmında karşılaştırılmıştır. Sonuçta, Cam küre (CK) dolgulu malzemelerde analiz sonucunda hata paylarının yaklaşık % 0,25 ? 0,5, Mika tozu (MT) için yaklaşık % 0,01 ? 0,5, Wollastonit (W) için ise yaklaşık %0,2 ? 0,44 arasında olduğu tespit edilmiştir.