Elastomer malzemelerde şekil faktörünün basma modülü üzerine etkisinin incelenmesi ve endüstriyel olarak kullanılan parçalarla karşılaştırılması
Investigation of shape factor effects on compression modulus on elastomeric materials and comparison with industrially used parts
Yazar: UFUK BİLGİN
Danışman: YRD. DOÇ. DR. MEVLÜT GÜRBÜZ
Ondokuz Mayıs Üniversitesi / Fen Bilimleri Enstitüsü / Makine Mühendisliği Ana Bilim Dalı
Derece: Yüksek Lisans, 2017
Konu: Makine Mühendisliği = Mechanical Engineering
Dizin: Doğal kauçuk = Natural rubber ; Vulkanize kauçuk = Vulcanized rubber

Özet:
Kauçuk malzemeler sahip oldukları titreşim ve şok sönümleme özelliklerinden dolayı
endüstride yaygın olarak kullanılmaktadır. Özellikle otomotiv sektöründe kauçuk
malzemeler titreşim sönümleme karakteristiklerinden dolayı tercih edilmektedir.
Kauçuklu elemanlar sıklıkla araç süspansiyon sistemlerinde ve mekanik bağlantı
elemanlarında kullanılır. Süspansiyon sistemlerinde kullanılan kauçuklu elemanların
mekanik özellikleri, parçanın geometrisine ve malzeme özelliklerine bağlı olarak
değişim gösterir. Özellikle ağır vasıtalarda kullanılan kauçuk takoz, tampon ve yatak
parçaları ağır çalışma şartlarına maruz kalmaktadır. Bu yüzden bu tarz ürünlerin
işlevlerini yerine getirebilmesi ve uzun ömürlü olabilmesi için geometrik tasarım ve
malzeme seçimi çok önemlidir. Kauçuk malzemelerde yük taşıma kapasitesi şekil
faktörü yardımıyla kabaca tahmin edilebilmektedir. Bu çalışmada, üç farklı şekil
faktörü (1, 2 ve 5) ve beş farklı kauçuk sertliği kullanılarak kauçuk tabakalar üretilmiş
ve sıkışma altındaki davranışları incelenmiştir. Kauçuk ham malzemesi olarak doğal
kauçuk kullanılan bu çalışmada, farklı yüzey alanına sahip karbon siyahları (N375 ve
N772) dolgu maddesi olarak tercih edilmiştir. Farklı kauçuk reçeteleri hazırlanarak beş
farklı sertlikte hamur (55, 63, 68, 70, 75 ShA) oluşturulmuştur. Silindirik ve kübik
numuneler şeklinde üretilen kauçuk tabakaları sıkışmaya maruz bırakılarak çökmeleri
incelenmiştir.
Toplamda beş farklı kauçuk hamuru, üç farklı şekil faktörü, iki farklı geometri
(silindirik, kübik) ve farklı lamine yapısında numuneler üretilmiştir. Bu numunelere
yapılan testler sonucunda; kauçuk sertliği ve şekil faktörü artışında numunelerin daha
az deforme olmasına sebep olduğu görülmüştür. Ayrıca, aynı şekil faktörü ve kauçuk
malzemeden üretilen kübik şekilli numunelerin, silindirik şekilli numunelere oranla
daha az deforme olduğu gözlemlenmiştir. Bunun yanı sıra, basma testi sonucunda aynı
şekil faktörüne sahip iki yüzü metalli ve tek yüzü metalli olan numunelerin metalsiz
olan numuneye göre daha az deforme olduğu gözlenmiştir.

Abstract:
Rubber materials are widely used in industry because of the vibration and shock
damping features they have. Especially in the automotive sector, rubber materials are
preferred because of their excellent vibration-damping characteristics. Rubber
elements are often used in vehicle suspension systems and mechanical connecting
elements. Mechanical properties of rubber components used in the suspension system
vary depending on the part geometry and material properties. Rubber mounts, bumper,
and bearing parts which are used in heavy duty vehicles are exposing to harsh working
conditions. Therefore, fulfill the functions for a long life of such products the
geometrical design and material selection is very important. Load carrying capacities
of the rubber material can be estimated roughly with shape factor. In this study, rubber
layers produced with three different shape factors (1, 2 and 5) and in five different
rubbers hardness and their behavior examined under compression. Natural rubber as
the rubber raw material used in this study, carbon blacks with different surface area
(N375 and N772) is preferred as a filler. Rubber doughs with five different hardness
was formed with different prescriptions (55, 63, 68, 70, 75 ShA). Rubber layers which
produced in the form of cubic and cylindrical were exposed to compression and the
resultant deformations were analyzed.
In total, samples with five different rubber mixtures, three different shape factors, two
different geometries (cylindrical, cubic) and different laminated structures were
produced. As a result of tests conducted on these samples; Increase in the rubber
hardness and shape factor were caused to be less deformation of the sample. Also, the
cylindrical and cubic samples which have the same shape factor and produced with
same recipes were exhibited less deformation of cubic samples than the cylindrical
ones. Besides; as a result of compression tests, less deformation observed in the
samples which have the same shape factor and the one has two-face metaled and the
other has single-face metaled than the metal-free sample.