Akademik Veri Yönetim Sistemi
INTERNATIONAL 6th BURSA SCIENTIFIC RESEARCH CONGRESS, Bursa, Türkiye, 24 - 26 Aralık 2024, ss.1588-1602, (Tam Metin Bildiri)
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,
1588
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.