Acetal/polyoxymethylene (POM) polimer malzemenin sürünme davranışının sonlu elemanlar yöntemi ile modellenmesi
Evaluation creep behavior of acetal/polyoxymethylene (POM) with finite element method
Yazar: RIDVAN ERDİ UYANIK
Danışman: PROF. DR. HASAN YILDIZ
Ege Üniversitesi / Fen Bilimleri Enstitüsü / Makine Mühendisliği Ana Bilim Dalı
Derece: Yüksek Lisans, 2017
Konu: Makine Mühendisliği = Mechanical Engineering

Özet:
Polimerler günümüzde farklı sanayi alanlarında yaygın olarak kullanılmaktadır. POM polimeri, otomotiv sektöründeki küresel mafsallarda yatak malzemesi olarak kullanılmaktadır. Bu tarz bağlatılarda POM malzemesi, kolay şekillendirebilir olması, hafif olması ve metaller arasındaki iyi sürtünme özelliklerinden dolayı yatak malzemesi olarak tercih edilmektedir.
Otomotiv sektöründe kullanılan polimer yatakların üzerine sürekli olarak aracın ağırlığı etki ettiği için zamanla kullanılmaz hale gelirler. Bu hasarların sebeblerinden biri malzemelerin sürünme (creep) davranışıdır. Sürünme davranışı otomotiv sektörünün dışında havacılık sektörü için de çok önemlidir. Uçak motorları çok yüksek sıcaklığa maruz kalmasından dolayı özellikle rotor parçalarında sürünme etkileri gerek performans düşüklüklerine gerekse hasarlara neden olmaktadır. Bu sebebten dolayı, uçak motorları geliştirilirken sürünme davranışı uzun yıllardır hesaba katılmaktadır.
Sürünme davranışı zaman ile bağlantılıdır. Zaman ilerledikçe malzeme üzerinde meydana gelen sürünme kaynaklı hasarlar artar. Günümüzde yeni ürünler tasarlanırken sürünme etkilerinin hesaba katmasının önemi anlaşılmaya başlanmıştır. Fakat sürünme davranışı nonlinear olduğundan dolayı el hesabıyla tasarım hızlıca doğrulanamamaktadır. Her bir tasarım içinde test yapmak hem çok masraflı hem de çok vakit almaktadır. Bu nedenle sonlu elemanlar modellerine sürünme davranışı etkilerini dahil etmek ve bu sayede teste göre daha hızlı ve daha az maliyet ile sonuç elde etmek hedeflenmektedir.
Tez çalışması kapsamında, geliştirme süreçleri ve maliyetleri azaltmak için POM polimer malzemesinin sürünme etkileri sonlu elemanlar modellerine dahil edilmiştir. Sonlu eleman modelleri gerçek testler ile karşılaştırılıp, tutarlı bir yöntem geliştirilmiştir. 

Anahtar sözcükler: polimer malzemeler, sürünme davranışı, sonlu elemanlar analizi, viskoplastiste

Abstract:
Polymers are used widely in different industrial areas. Especially POM polymers are used for bearing material of ball joints in automotive industry. For this kind of joints, POM polymers are preferred as bearing material for its easy forming, light in weight and good friction capabilities between metals.
Since the constant gravity load (weight of the automotive) always effects on the polymer material used ball joints, like fatigue failure after long time, failure can be seen on ball joints due to creep behavior of polymer material.
Creep behavior is also important for aviation industry. Since the aircraft engines work under high temperatures, creep effects can be observed on the rotor parts and creep effects may cause crucial failures. For that reason, aircraft engine companies are considering and calculating creep effects for their designs. 
Creep depends on time. As time progresses, damage increases step by step on the parts. Nowadays, creep failures are considered by engineers and they have started to calculated the creep effects. However, creep behavior is highly nonlinear and it makes to impossible to make hand calculation and validate the design quickly. Testing is an option too see creep effects on the parts but it costs too much and needs some time to get the results. Therefore, it is aimed to include creep effects on the finite element models. With advantage of finite element methods, the creep results are obtained faster and simulation costs less compared to test. 

Key words: polymer materials, creep behavior, finite element method, finite element analysis