Elastomerik malzemelerin dinamik karakteristiklerinin teorik ve deneysel incelenmesi

Bu çalışmada bir elastomer numunenin dinamik karakteristiği analitik olarak modellenmiştir. Analitik çalışma sonucu numune geometrisine, yer değiştirme genliğine ve numunenin kompleks Young modülüne bağlı bir kompleks katılık ifadesi elde edilmiştir. Elde edilen kompleks katılık ifadesinin bir değişkeni olan kompleks Young modülü, iki parametreli Maxwell, iki parametreli Voigt, üç parametreli Maxwell, üç parametreli Voigt ve beş parametreli Voigt modelleri olmak üzere beş farklı konfigürasyona sahip viskoelastik modeller için frekansın fonksiyonu olarak modellenmiştir. Modellerin doğrulanması amacı ile bir deney prosedürü uygulanmıştır. Deney prosedürü, aynı numunenin farklı şekillerde bağlanması ile oluşturulan iki farklı konfigürasyon için uygulanmıştır. Birinci konfigürasyon 2,56 kN, 4,9 kN ve 10 kN ön yükleme koşulları için, ikinci konfigürasyon ise 0,5 kN ve 1,01 kN ön yükleme koşulları için test edilmiştir. Tüm bu testler 0,5 Hz, 1,0 Hz, 1,5 Hz ve 2,0 Hz frekans değerleri için gerçekleştirilmiştir. Ayrıca ikinci konfigürasyonda numune, 1,01 kN ön yükleme koşulu için 2 mm strok ile yine aynı frekanslarda, 3 mm ve 4 mm strok değerleri için 0,5 Hz'de test edilmiştir. Deneysel sonuçlar kullanılarak modellerdeki parametreler tüm ön yükleme koşulları için elde edilmiştir. Parametreler nümerik olarak MATLAB yazılımının ?fsolve? komutu ile elde edilmiştir. Çıkarılan modeller ile deneysel sonuçlar karşılaştırılmış ve bu şekilde modele ait konfigürasyon ve parametre sayısının modelin hassasiyetine olan etkisi araştırılmıştır.Deneysel çalışma ile elde edilen sonuçlara göre, K´ ve K´´ değerleri ön yükleme ile artmıştır. Bununla birlikte numuneye uygulanan gerinimin genliği arttıkça K´ ve K´´ değerleri azalmıştır. Analitik çalışma sonucunda ise Maxwell modellerinin aynı sayıda parametreye sahip Voigt modellerine göre daha hassas olduğu görülmüştür. Bununla birlikte Voigt modellerinin hassaslığı parametre artışı ile arttırılabilmiştir. Analitik çalışma sonucu oluşturulan viskoelastik modellere ait histerezis döngüleri elde edilmiş ve deneysel sonuçlarla karşılaştırılmıştır. Elde edilen sonuçlara göre modellerin numunenin gösterdiği nonlineer davranışı simüle edemediği, ancak nonlineer davranışın daha az baskın olduğu yüksek ön yükleme koşullarında tutarlı sonuçlar verdiği görülmüştür.Anahtar Kelimeler : Elastomerik malzeme, viskoelastik malzeme, dinamik karakteristik, depolama katılığı, sönüm katılığı, Maxwell modeli, Voigt modeli