Polimer malzemelerin hasar birikimine bağlı mekanik davranışlarının incelenmesi
Investigation of the mechanical behaviors of polymer materials due to damage accumulation
Yazar: ÖNDER ÇAĞDAŞ ÖZENSOY
Danışman: PROF. DR. NECMİ DÜŞÜNCELİ
Aksaray Üniversitesi / Fen Bilimleri Enstitüsü / Makine Mühendisliği Ana Bilim Dalı
Derece: Yüksek Lisans, 2022
Konu: Makine Mühendisliği = Mechanical Engineering
Dizin: Deformasyon = Deformation ; Elastik = Elastic ; Gevşeme = Relaxation ; Hasar = Damage ; Lastik = Tire ; Mekanik özellikler = Mechanical properties ; Polimer malzemeler = Polymer materials ; Polipropilen = Polypropylene ; Yorulma = Fatigue ; Yükleme = Loading

Özet:
Son yıllarda mühendislik yapılarında polimerik malzemelerin uygulamaları oldukça artmıştır. Bu nedenle polimerik malzemelerin elastik olmayan deformasyon mekanizmasını anlamaya yönelik çalışmaların sayısı da oldukça çok artmıştır. Polimerik malzemelerin gözlemlenen özellikleri ışığında ortaya konacak modellerin; lineer olmayan yüksek hız ve sıcaklık bağımlılığı, lineer olmayan boşaltma davranışı, hidrostatik yükleme altında akma, çevrimsel yumuşama ve sıfır gerilme seviyesinde toparlanma gözönünde bulundurması gerekir.
Polipropilen (PP) son yarım yüzyıldır bir çok sahada taşıyıcı eleman olarak kullanılmaktadır. Bu malzemenin seçimindeki temel etkenler, viskoelastik özelliklere  sahip olması, düşük maliyet ve çok iyi dizayn kriterleridir. PP birçok olumlu özelliği ile uygulamalarında kullanılmasına rağmen, plastik deformasyon, yorulma ve hasar sonucunda ekipmanların beklenen ömür süresinden önce devre dışı kalması uygulamalar açısıdan sınırlandırmalar meydana getirmektedir. 
Bu tez çalışmasında başta PP olmak üzere diğer polimerik malzemelerin mekanik davranışlarını deneysel ve teorik araştırmaların gerçekleştirilmesi amaçlanmaktadır. Bu amaca uygun olarak ilk etapta tek eksenli monotonik yükleme şartları altında bir kısım testler gerçekleştirilmiştir. Kısa dönem elastik ve elastik olmayan deformasyon davranışlarını ortaya koymaya amaçlayan bu deneyler; yükleme-boşaltmada şekil değiştirme hız hassaslığı, çevrimsel yükleme, gevşeme, yükleme geçmişi bağımlılığını belirlemek üzere katlamalı gevşeme testlerini içermektedir. 
Bu çalışmada bir binek lastiğinin seri üretime alınmadan önce sağlaması gereken standart statik ve dinamik nitelik testlerinin uygulaması yapılmıştır. Bu amaçla belli bir ebata sahip olan bir lastik seçilmiş olup bu lastiğe genel dayanıklılık, topuk dayanıklılık, karkas dayanıklılık, topuk düşürme, yuvarlanma direnci, parçalanma enerjisi (plunger) ve ECE R30 Onay (Yüksek Hız) testleri uygulanmıştır
Çalışmanın ana amacı katı polimerik malzemelerin özellikle PP'nin deformasyon davranışlarını anlamak ve bu deformasyon davranışlarını modellemeye uygun sonuçlar ortaya koymaktır.

Abstract:
In recent years, the applications of polymeric materials in engineering structures have increased considerably. For this reason, the number of studies to understand the inelastic deformation mechanism of polymeric materials has increased considerably. In the light of the observed properties of polymeric materials, the models to be revealed; Nonlinear high velocity and temperature dependence, nonlinear discharge behavior, flow under hydrostatic loading, cyclic softening and recovery at zero stress level should be considered.
Polypropylene (PP) has been used as a carrier element in many fields for the last half century. The main factors in the selection of this material are its viscoelastic properties, low cost and very good design criteria. Although PP is used in applications with its many positive features, the failure of equipment before the expected life time as a result of plastic deformation, fatigue and damage creates limitations in terms of applications.
In this thesis, it is aimed to carry out experimental and theoretical researches on the mechanical behavior of other polymeric materials, especially PP. In accordance with this purpose, some tests were carried out under uniaxial monotonic loading conditions in the first stage. These experiments aiming to reveal short-term elastic and inelastic deformation behaviors; It includes convolutional relaxation tests to determine strain velocity sensitivity in loading-unloading, cyclic loading, relaxation, and loading history dependence.
In this study, the application of standard static and dynamic property tests, which should be provided before a passenger tire is put into mass production, has been applied. For this purpose, a tire with a certain size was selected and general durability, bead durability, carcass durability, bead drop, rolling resistance, plunger and ECE R30 Approval (High Speed) tests were applied to this tire.
The main purpose of the study is to understand the deformation behavior of solid polymeric materials, especially PP, and to produce results suitable for modeling these deformation behaviors.