Metal-kauçuk bileşenli parçaların torsiyonel yük altında mekanik davranışının incelenmesi

Günümüz endüstrisinin önemli malzemelerinden olan kauçuklar farklı özelliklerinden dolayı çok geniş kullanım alanlarına sahiptirler. Bu çalışmada, triger kayışı vasıtasıyla motorda hareket aktarımını sağlayan kasnak parçasının mekanik davranışı sonlu elemanlar yöntemiyle incelenmiş, deneylerle doğrulanmış ve en iyileme çalışması gerçekleştirilmiştir. Kauçuk malzemelerin sonlu elemanlar yöntemiyle analizinde kullanılan hiperelastik malzeme modellerinin oluşturulabilmesi için tek eksenli çekme ve kayma deneyleri gerçekleştirilmiştir. Bu deneylerden elde edilen kuvvet-uzama eğrileri kullanılarak 3 parametreli Mooney-Rivlin malzeme katsayıları hesaplanmıştır ve sonrasında kasnak geometrisi modellenerek farklı burulma açıları altındaki yer değiştirmeler, gerilmeler ve burulmadan kaynaklanan momentler incelenmiştir. Yapılan kasnak analizlerinin doğruluğunun teyit edilebilmesi için kasnak burulma test cihazı tasarlanmış ve imal edilmiştir. Aynı burulma açıları altında kasnak numuneleri test edilerek burulma momenti ve açı değerleri ölçülmüştür. Yapılan çalışma sonunda, kasnak malzemesinin numerik olarak mekanik davranışının ifade edilebildiği görülmüştür. Kullanılan malzeme modeli ve analiz yöntemiyle elde edilen sonuçların deneylerle doğrulanmasından sonra kasnak geometrisi kesiti üzerinde en iyileme çalışması yapılarak aynı yükleme koşulları altında kauçuk malzeme üzerindeki gerilme mertebeleri %28 oranında düşürülmüştür. Böylelikle bu hesaplama yönteminin kullanımıyla kauçuk içerikli ürünlerin geliştirilebileceği ortaya konmuştur.