Akademik Veri Yönetim Sistemi
INTERNATIONAL YILDIRIM BAYEZID SCIENTIFIC RESEARCH AND INNOVATION SYMPOSIUM-I , Bursa, Türkiye, 9 - 10 Mayıs 2025, ss.268-269, (Özet Bildiri)
Bu çalışmada, polipropilen blok kopolimer (PPB) malzemeden üretilen numunelere farklı genleme hızlarında tek eksenli çekme testleri uygulanmıştır. Her bir genleme hızı için zamana bağlı olarak gerilme, genleme ve kuvvet değerleri kaydedilmiş, bu sayede malzemenin hız bağımlı mekanik tepkisi detaylı bir şekilde incelenmiştir. Elde edilen deneysel veriler, ilgili genleme hızlarına karşılık gelen gerilme – genleme eğrileri üzerinde değerlendirilmiş ve genleme hızı arttıkça maksimum gerilme değerinin sistematik biçimde yükseldiği gözlemlenmiştir. Bu durum, PPB malzemenin genleme hızına duyarlı bir davranış sergilediğini ortaya koymaktadır. Tek eksenli çekme testleri sonrasında numuneler incelenmiştir ve kalıcı deformasyon oluştuğu belirlenmiştir. Bu bulgular, malzemenin viskoelastik – viskoplastik karakteristiğe sahip olduğunu işaret etmektedir. Malzeme davranışlarının modellenmesi, deneysel veri gereksinimini azaltarak farklı yükleme koşullarındaki mekanik tepkinin öngörülebilir hale getirilmesini sağlamaktadır. Böylece hem zaman hem de maliyet açısından önemli avantajlar elde edilmektedir. Literatürde, ANSYS Tree Network (TN) modeli, viskoelastik – viskoplastik özellikler gösteren termoplastik malzemelerin mekanik davranışlarını temsil edebilmek amacıyla geliştirilmiş ileri düzey bir malzeme modeli olarak tanımlanmaktadır.TN modeli, genel bir model olarak bilinen paralel ağ modelinin özelleştirilmiş bir türevi olup, malzeme davranışlarını yüksek doğrulukla temsil edebilme kapasitesine sahiptir. Ancak, sahip olduğu karmaşık yapı nedeniyle, diğer modellere kıyasla daha kapsamlı ve hassas bir kalibrasyon süreci gerektirmektedir. Bu çalışmada, ANSYS yazılımı kullanılarak Tree Network (TN) modeline ait malzeme parametreleri, farklı genleme hızlarında elde edilen deneysel veriler esas alınarak kalibre edilmiştir. Yarı – statik çekme testleri sayısal ortamda modellenmiş ve elde edilen simülasyon sonuçları, deneysel bulgularla karşılaştırılarak analiz edilmiştir. Yapılan değerlendirmeler sonucunda, TN modeliyle elde edilen gerilme – genleme eğrilerinin, deneysel verilerle yüksek düzeyde uyum sağladığı belirlenmiştir. Kalibrasyon sürecinde kullanılan test verilerinden bağımsız olarak, farklı bir genleme hızı altında gerçekleştirilen kontrol deneyi hem deneysel hem de sayısal yöntemlerle uygulanmıştır. Elde edilen sonuçlar arasında yüksek düzeyde bir korelasyon gözlemlenmiştir. Bu bulgular doğrultusunda, kalibre edilen TN modelinin farklı yükleme koşullarında malzeme davranışlarını başarılı bir şekilde öngörebildiği ve fiziksel deney ihtiyacını azaltarak zaman, iş gücü ve maliyet açısından anlamlı avantajlar sağladığı sonucuna varılmaktadır.
In this
study, uniaxial tensile tests were performed on samples made of polypropylene
block copolymer (PPB) material at different strain rates. For each strain rate,
stress, strain, and force values were recorded as a function of time, allowing
for a detailed investigation of the material's strain – rate dependent
mechanical response. The obtained experimental data were evaluated on stress – strain
curves corresponding to the respective strain rates, and it was observed that
the maximum stress value systematically increased as the strain rate increased.
This indicates that the PPB material exhibits strain rate – sensitive behavior.
After the uniaxial tensile tests, the samples were examined, and permanent
deformations were observed. These findings suggest that the material has a
viscoelastic – viscoplastic characteristic. Modeling material behavior helps
reduce the need for experimental data and makes the mechanical response under
different loading conditions predictable. As a result, significant advantages
in terms of both time and cost are achieved. In the literature, the ANSYS Tree
Network (TN) model is described as an advanced material model developed to
represent the mechanical behavior of thermoplastic materials with viscoelastic
– viscoplastic properties. The TN model is a specialized version of the general
parallel network model, capable of representing material behavior with high
accuracy. However, due to its complex structure, it requires a more
comprehensive and precise calibration process compared to other models. In this
study, using ANSYS software, the material parameters of the Tree Network (TN)
model were calibrated based on experimental data obtained at different strain
rates. Quasi – static tensile tests were numerically modeled, and the
simulation results were compared with the experimental data for analysis. As a
result of the evaluations, it was determined that the stress – strain curves
obtained using the TN model were in high agreement with the experimental data.
Independently from the test data used during calibration, a control test was
performed at a different strain rate both experimentally and numerically. High
correlation was observed between the results obtained. Based on these findings,
it is concluded that the calibrated TN model can successfully predict the
material behavior under different loading conditions and reduce the need for
physical experiments, providing significant advantages in terms of time, labor,
and cost.