Kaçuçuk malzemelerde kürlenme kinematiğinin yorulma etkisinin deneysel olarak incelenmesi
Experimental investigation of the fatigue effect of curing kinematics on rubber materials
Yazar: SİNAN DALKILIÇ
Danışman: DOÇ. DR. TUNCAY KARAÇAY
Gazi Üniversitesi / Fen Bilimleri Enstitüsü / Makine Mühendisliği Ana Bilim Dalı
Derece: Yüksek Lisans, 2021
Konu: Makine Mühendisliği = Mechanical Engineering
Dizin: Doğal kauçuk = Natural rubber ; Sonlu elemanlar analizi = Finite element analysis

Özet:
Havacılık ve otomotiv endüstrisinde sıklıkla kullanılan elastomerik malzemelerden birisi olan doğal kauçuk türevi malzemeler 140 oC ve 180 oC sıcaklık değerleri arasında farklı kullanım ve amaçlara yönelik tercihler doğrultusunda kürlenme ile üretim aşamasından geçmektedir. Üretim aşamasında kürlenme sıcaklık değeri ve termal sıcaklık dağılımı, elde edilecek nihai ürünün kürlenme statüsünü doğrudan etkilemektedir. Kürlenme aşamasında sıcaklık dağılımının nihai ürünün tüm bölgelerinde aynı değere ulaşamaması durumu üretim aşamasında sıklıkla karşılaşılan problemlerdendir. Parça boyutu değiştikçe, iç ve dış bölgeler arasındaki kürlenme sıcaklığı ve kürlenme statüsü farkı nihai ürünün mekanik özelliklerinin homojen dağılım gösterememesine neden olmaktadır. Bu tez çalışmasında, farklı sıcaklık değerleri ve kürlenme sürelerinde üretilen doğal kauçuk tabanlı test parçalarının ömür süreleri çekme yorulma deneysel testleri ile incelenmiştir. Bu amaçla, MSC Patran ve MSC Nastran bilgisayar destekli yapısal ve termal analiz programı yardımıyla üretim ve test aşamasına ait ön parametreler belirlenmiştir. Sıcaklık ve stress dağılımı analizleri ile uygun malzeme boyutu, şekli ve değişken pişirme sürelerine karar verilmesinin ardından, bu parametreler ile doğal kauçuktan ürettirilen numuneler tek eksende çekme ömür testlerine tabi tutulmuştur. Böylece,  üretim aşamasındaki önemli parametrelerden olan kürlenme sıcaklık değeri ve kürlenme süresi parametrelerinin malzemenin ömür süresi üzerindeki etkisi deneysel olarak incelenmiştir. Üç farklı sıcaklık ve üretim sürelerinde üretilen nihai ürünler tek eksende yorulma deneylerine tabi tutulmuş ve kürlenme statüsü iyileştirme çalışmasının yorulma ömrü üzerindeki etkisinin incelenmesi ve elde edilen sonuçların karşılaştırılması sağlanmıştır

Abstract:
Natural rubber derivative materials, which are one of the elastomeric materials frequently used in the aviation and automotive industry, pass through the production phase with curing in line with preferences for different uses and purposes between 140 oC and 180 oC temperature values. During the production phase, the curing temperature and thermal temperature distribution directly affect the curing status of the final product to be obtained. Failure of the temperature distribution to reach the same value in all parts of the final product during the curing phase is one of the problems frequently encountered during the production phase. As the part size changes, the difference in curing temperature and curing status between the inner and outer zones causes the mechanical properties of the final product not to be homogeneously distributed. In this thesis, the lifetime of natural rubber-based test pieces produced at different temperature values and curing times were examined by full relaxing tensile fatigue experimental tests. For this purpose, the preliminary parameters of the production and testing phase were determined with the help of MSC Patran and MSC Nastran computer aided structural and thermal analysis software. After determining the appropriate material size, shape and variable cooking times with temperature and stress distribution analysis, samples produced from natural rubber with these parameters were subjected to uniaxial tensile life tests. Thus, the effect of curing temperature value and curing time parameters, which are important parameters in the production phase, on the life span of the material was experimentally investigated. The final products produced at three different temperatures and production times were subjected to uniaxial fatigue tests and the effect of curing status improvement study on fatigue life was examined and the results obtained were compared.