POLİPROPİLEN BLOK KOPOLİMER MALZEMENİN MEKANİK DAVRANIŞININ BERGSTRÖM-BOYCE MODELİYLE İNCELENMESİ
INTERNATIONAL 6th BURSA SCIENTIFIC RESEARCH CONGRESS, Bursa, Türkiye, 24 - 26 Aralık 2024, ss.1588-1602, (Tam Metin Bildiri)
- Yayın Türü: Bildiri / Tam Metin Bildiri
- Basıldığı Şehir: Bursa
- Basıldığı Ülke: Türkiye
- Sayfa Sayıları: ss.1588-1602
- Açık Arşiv Koleksiyonu: AVESİS Açık Erişim Koleksiyonu
- Kocaeli Üniversitesi Adresli: Evet
Özet
Sonlu elemanlar yöntemi (FEM), deney yönteminin zor ve maliyetli olduğu durumlarda, sınırlı test verileri ile tasarımı modellemeye olanak tanıyan hızlı, güvenilir ve uygun maliyetli bir yöntem olarak bilinmektedir. Bu yöntemde, malzemenin mekanik davranışını temsil eden malzeme modelinin doğru belirlenmesi ve kalibre edilmesi kritik öneme sahip olmaktadır. Bu çalışmada, polipropilen blok kopolimer (PPB) malzeme için malzeme modeli Bergström – Boyce model olarak belirlenmiş ve kalibre edilmiştir. Malzeme modelinin kalibrasyonu ve simülasyon ile doğruluğunun test edilmesi için plastik enjeksiyon yöntemiyle üretilen PPB numunelere çeşitli testler uygulanmıştır. Hazırlanan numunelere, 0.0003 s⁻¹, 0.000725 s⁻¹, 0.00145 s⁻¹ ve 0.003 s⁻¹ genleme hızlarında çekme testleri gerçekleştirilmiştir. Malzemenin lineer elastik bölgedeki davranışını daha hassa ölçmek için ektansometre aracılığıyla ölçümler alınmıştır. Belirli genleme değerlerinde şekil değişimi oranı sabit tutularak relaksasyon testleri yapılmıştır ve çevrimsel yükleme testleri gerçekleştirilmiştir. Bergström-Boyce viskoelastik malzeme modeline ait parametreler, deneysel veriler ve MCalibration yazılımı kullanılarak hesaplanmıştır. Kalibrasyonda kullanılmayan 0.003 s⁻¹ genleme hızındaki çekme testine ilişkin bir simülasyon, ANSYS paket programında modellenmiştir. Simülasyondan elde edilen veriler ile deneysel sonuçlar karşılaştırılmıştır ve aralarında yüksek bir korelasyon sağlandığı tespit edilmiştir.
The Finite Element Method (FEM) is known as a fast, reliable, and cost-effective approach for modeling designs using limited test data, especially when experimental methods are challenging and costly. In this method, accurately defining and calibrating the material model that represents the mechanical behavior of the material is of critical importance. In this study, the Bergström-Boyce model was selected and calibrated as the material model for polypropylene block copolymer (PPB) material. To calibrate the material model and validate its accuracy through simulation, various tests were performed on PPB specimens produced via plastic injection molding. Tensile tests were conducted on the prepared specimens at strain rates of 0.0003 s⁻¹, 0.000725 s⁻¹, 0.00145 s⁻¹, and 0.003 s⁻¹. To more accurately measure the material's behavior in the linear-elastic region, measurements were taken using an extensometer. Relaxation tests were performed by keeping the strain rate constant at specific strain values, and cyclic loading tests were also conducted. The parameters of the Bergström-Boyce viscoelastic material model were calculated using experimental data and the MCalibration software. A tensile test simulation at a strain rate of 0.003 s⁻¹, which was not included in the calibration, was modeled using the ANSYS software package. The simulation results were compared with the experimental data, and a high correlation between them was observed.