Krank kasnağına etki eden titreşimleri sönümlemek üzere kullanılan elastomer yapının, nano-malzemeler ile iyileştirerek mekanik davranışlarının deneysel ve sonlu elemanlar yöntemiyle incelenmesi
Experimental and finite element analysis of mechanical behavior of nano-materials by improving elastomer structure used to dampen vibrations of crankshaft pulley
Yazar: MUSTAFA GİTMİŞ
Danışman: YRD. DOÇ. KADİR GÜNDOĞAN
Uşak Üniversitesi / Fen Bilimleri Enstitüsü / Malzeme Bilimi ve Nanoteknoloji Ana Bilim Dalı
Derece: Yüksek Lisans, 2018
Konu: Bilim ve Teknoloji = Science and Technology ; Makine Mühendisliği = Mechanical Engineering ; Mühendislik Bilimleri = Engineering Sciences
Dizin: Burulma titreşimi = Torsional vibration ; Serbest titreşim analizi = Free vibration analysis ; Vulkanize kauçuk = Vulcanized rubber ; Yüksek mertebeli sonlu elemanlar = Higher order finite elements

Özet:
Ülkemizde gelişmekte olan otomotiv ve savunma sanayisine ilgi gün geçtikçe artmaktadır. Teknolojinin ilerlemesi bu sektörlerde kullanılan ürünlerin mühendislik tasarımlarıyla malzeme kullanımının ne kadar önemli olduğunu göstermektedir. Bu çalışmada doğal kauçuk ve EPDM kauçuğa homojen karıştırma, püskürtme ve el yatırma kompozit üretim yöntemleri kullanılarak çok duvarlı karbon nano tüpü, nano parçacıklı alümina ve nano parçacıklı zeolit takviye edilmiştir. Elde edilen numuneler reolojik, termal ve mekanik testlere tabi tutulmuştur. Yapılan bu çalışma verileri ile krank milinin matematiksel modellemesi çıkarılarak, modal analiz ile doğal frekansları ve mod şekilleri sonlu elemanlar yöntemi kullanılarak bulunmuştur. Krank milinde ortaya çıkan radyal ve burulma titreşimlerini absorbe etmek için bir krank kasnağı tasarlanmıştır. Krank kasnağının dayanımı deneysel verilerden elde edilen bilgiler ile sonlu elemanlar yöntemi kullanılarak hata oranı çıkarılmıştır. Krank kasnağının rezonans durumunda ki doğal frekansları FFT analizi ile bulunduktan sonra sonlu elemanlar programı kullanılarak modal analiz yöntemi ile doğrulanmaya gidilmiştir. Titreşim sönümleyen altı farklı kasnak motor simülasyon testine tabi tutulmuş ve akustik kontrollerden geçmiştir. 
Bu çalışmaların sonucunda, titreşim sönümlemesi açısından en iyi homojen karıştırılmış karbon tüpü takviyeli EPDM kauçuktan oluşan krank kasnağı olduğu bulunmuştur.

Abstract:
There is a growing interest in the automotive and defense industry, which is emerging in our country. The progress of the technology shows how important it is to use materials in engineering designs of the products used in these sectors. In this study, multi-walled carbon nano tube, nano-particle alumina and nano-particle zeolite were reinforced by using homogenous mixing, spraying and hand lay composite production methods for natural rubber and EPDM rubber. The obtained samples were subjected to rheological, thermal and mechanical tests. The mathematical model of the crankshaft was derived by using this study data, natural frequencies and mode shapes were found by modal analysis using the finite element method. A crankshaft is designed to absorb radial and torsional vibrations in the crankshaft. The information obtained from the experimental data of the strength of the crankshaft and the finite element method were used to derive the error rate. After finding the resonance natural frequencies of the crankshaft by means of FFT analysis, we have tried to verify it by modal analysis method using finite element program. The vibration damping six different pulleys were subjected to a motor simulation test and passed through acoustic controls.
As a result of these studies, it was found that the crankshaft of the best homogeneous mixed carbon tube reinforced EPDM rubber is the best in terms of vibration damping.