Dinamik yükler altındaki sıvı kristal ekran camlarının yorulma çatlağı yaklaşımına göre ömür analizi
Lifetime analysis of liquid crystal display glasses according to fatigue crack approach under dynamic loads
Yazar: SERKAN İDRİZ
Danışman: DOÇ. DR. MUSTAFA MEHMET FATİH KARAHAN
Manisa Celal Bayar Üniversitesi / Fen Bilimleri Enstitüsü / Makine Mühendisliği Ana Bilim Dalı / Makine Teorisi ve  Dinamiği Bilim Dalı
Derece: Yüksek Lisans, 2022
Konu: Makine Mühendisliği = Mechanical Engineering

Özet:
Günümüz teknolojik ürünlerinin çalışma koşulları incelendiğinde sistem elemanlarının ömrünü etkileyen titreşimler birçok araştırma ve makalenin konusu olmuştur. Her ne kadar tasarımda kullanılan titreşim sönümleyiciler gelen titreşimlerin frekanslarını belirli miktarda azaltarak ürün ömrünü arttırmayı hedeflese de, sistem elemanlarına doğrusal (lineer) olarak etkiyen titreşimler belirli bir çevrimden sonra malzemede yorulmaya bağlı olarak kırılmayı da beraberinde getirmektedir.

 Bu çalışma kapsamında kombilerde kullanılmakta olan, cihaz ile son kullanıcı arasındaki iletişimi sağlayan LCD'nin dinamik yükler altındaki ömür hesabı yapılmıştır. Yapılan hesaplamada LCD'ye etkiyen titreşimlerin ortam şartlarına göre belirlenmesi, çalışmanın gerçeğe daha yakın sonuçlar vermesi açısından oldukça önem arz etmektedir. Bu sebeple, sistem elemanının dinamik davranışını belirlemek için kombi cihazının nakliyesi esnasında maruz kaldığı titreşimler deneysel olarak elde edilmiştir. Bununla birlikte, mikroskop altında saptanan başlangıç çatlağının boyutu da belirlenmiştir.

 Bulunan deneysel veriler ile ivme-gerilme dönüşüm denklemleri elde edilip başlangıç çatlağı bulunan malzemenin kaçıncı çevrim sonrasında plastik deformasyona maruz kalacağı analitik olarak hesaplanmıştır.

 Sistemin sayısal olarak simulasyonu yapılıp bulunan değerler analitik veriler ile teyit edildikten sonra alternatif bir cam ile sayısal simulasyonlar tekrarlanarak aynı dinamik yükler altında sistem elemanının plastik deformasyona kaçıncı çevrimde ulaştığı bulunmuştur. Önerilen alternatif malzemenin ürün nakliye koşullarında ne kadar iyileştirme sağladığı ortaya konulmuştur.

Abstract:
When the operating conditions of today's technological products are examined, vibration effects on the lifecycle of system elements have been the subject of many research and articles. Although the vibration dampers are used in many designs for increasing the product lifecycle by reducing the frequencies of the incoming vibrations by a certain amount, the vibrations acting on the system elements linearly bring about the breaking due to fatigue in the material after a certain cycle.

 Within the scope of this study, the lifetime calculation of the LCD, which is used in combi boilers and provides communication between the device and the end user,  has been made under dynamic loads. Determining the vibration affects on LCD according to the ambient conditions in the calculation is very important for giving more realistic results. Therefore, to determine the dynamic behavior of the system element, the vibrations that occur during transport  have been recorded experimentally. However, the length of the initial crack detected under the microscope was also determined.

 With the experimental data obtained, the acceleration-stress transformation equations were obtained, and lifecycle was calculated analytically to see the lifecycle of the material till plastic deformation.

 After the numerical simulation of the system was made and the values found were confirmed with analytical data, numerical simulations were repeated with an alternative glass, and it was found in which cycle the system element reached plastic deformation under the same dynamic loads. It has been revealed how much improvement was achieved with alternative materials with existing product transport conditions.