Akademik Veri Yönetim Sistemi
INTERNATIONAL YILDIRIM BAYEZID SCIENTIFIC RESEARCH AND INNOVATION SYMPOSIUM-I , Bursa, Türkiye, 9 - 10 Mayıs 2025, ss.309-310, (Özet Bildiri)
Bu çalışmada, polipropilen blok kopolimer (PPB) malzemeden hazırlanan numunelere farklı genleme hızlarında çekme testleri uygulanmıştır. Her bir genleme hızı için zaman, gerilme, genleme ve kuvvet değerleri kaydedilmiştir. Bu sayede, malzemenin genleme hızına bağlı mekanik davranışı incelenmiştir. Deneysel çalışmadan elde edilen veriler, her bir genleme hızı için gerilme – genleme grafiğinde işlenmiş ve sistematik bir davranış farklılığı olduğu gözlemlenmiştir. Maksimum gerilme değerinin, hız arttıkça gerilme ekseninde daha yüksek noktalara ulaştığı belirlenmiştir. Bu fark, malzemenin genleme hızıyla ilişkili bir davranışa sahip olduğunu sergilemektedir. Deneysel çalışma sonrası numunelerde yapılan inceleme neticesinde kalıcı deformasyonlar olduğu belirlenmiştir. Bu durum, malzemenin viskoelastik – viskoplastik davranış tarzına sahip olduğunu sergilemektedir. Malzemelerin davranışlarını temsil etmek ve tahmin edilebilir kılmak için malzeme modelleri kullanılmaktadır. Böylece az sayıda test ile çok farklı koşullardaki davranışı tahmin edilebilir hale getirilmektedir. Böylelikle zaman açısından ve maddi açıdan tasarruflar sağlanabilmektedir. Perzyna malzeme modeli, hıza bağımlı viskoplastik bir model olup sünek metal malzemelerde yaygın olarak kullanılmaktadır. Ancak, literatürde polimer malzemeler için de tercih edilmekte olduğu görülmektedir. Yapılan çalışmalar incelendiğinde, karmaşık malzeme modelleri yüksek temsil yeteneğine sahip olmakla birlikte, Perzyna modeli az sayıda parametre ile iyi seviyede malzeme davranışını temsil edebilmektedir. Ayrıca Perzyna modelinin çoklu lineer izotropik pekleşme (MISO) malzeme kartı ile ANSYS programında kullanıldığı literatürdeki çalışmalarda yer almaktadır. Perzyana malzeme modelinin parametreleri deneysel veriler doğrultusunda kalibre edilmiştir. ANSYS programında yarı – statik çekme testleri simüle edilmiştir ve deneysel verilerle korelasyonu incelenmiştir. Analiz sonucunda, Perzyna modeli kullanılarak elde edilen gerilme – genleme eğrileri ile deney sonuçları arasında iyi bir uyum gözlemlenmiştir. Kalibrasyon için kullanılan deney çalışmalarından bağımsız olarak farkı bir genleme hızında kontrol deneyi gerçekleştirilmiştir. ANSYS programında kontrol deneyi simüle edilmiştir. Kontrol deneyleri ile tahmin verileri arasında iyi düzeyde bir korelasyon sağlandığı gözlemlenmiştir. Bu kapsamda kalibre edilen modelle yapılan bilgisayar simülasyonlarında, fiziksel deneylere ihtiyaç duyulmadan iyi uyum oranı sağlanabileceği sonucuna varılmıştır. Böylece zaman, iş gücü ve maliyet açısından tasarruf sağlanabileceği gösterilmiştir.
In this
study, tensile tests were conducted on specimens prepared from polypropylene
block copolymer (PPB) material at different strain rates. For each strain rate,
the values of time, stress, strain, and force were recorded. Thus, the strain
rate-dependent mechanical behavior of the material was investigated. The
experimental data were processed in stress-strain graphs for each strain rate,
and a systematic variation in behavior was observed. It was observed that the
maximum stress value of the material increased with rising strain rates. This
observation demonstrates that the material exhibits strain rate – dependent
behavior. Examinations of the specimens after the experimental study revealed
permanent deformations, indicating the material's viscoelastic-viscoplastic
behavior. Material models are used to represent and predict the behavior of
materials, enabling the prediction of material behavior under a wide range of
conditions with a limited number of tests. Thus, significant improvements in
time and cost efficiency can be achieved. The Perzyna material model is a
rate-dependent viscoplastic model that is widely used for ductile metallic
materials. However, it is also observed in literature that it has been
preferred for polymer materials. Although complex material models provide high accuracy
in capturing material behavior, the Perzyna model can represent the behavior
effectively with a relatively small number of parameters, s demonstrated in literature.
Furthermore, studies have shown that the Perzyna model has been implemented in
ANSYS using the multi-linear isotropic hardening (MISO) material card. The
parameters of the Perzyna material model were calibrated based on experimental
data. Quasi-static tensile test simulations were conducted in ANSYS, and the
correlation with the experimental data was examined. As a result of the
analysis, a good agreement was observed between the stress-strain curves
obtained using the Perzyna model and the experimental results. Additionally, a
control test was performed at a different strain rate, independent of the
calibration experiments. The control test was also simulated in ANSYS. A high
level of correlation was observed between the experimental control data and the
simulation results. In this context, it was concluded that high agreement rates
could be achieved in computer simulations using the calibrated model without
the need for physical experiments. Consequently, significant savings in time,
labor, and cost can be realized.