Genleme Hızının Kalsiyum Karbonat Dolgulu Yüksek Yoğunluklu Polietilen Numunelerin Tek Eksenli Çekme Davranışına Etkilerinin Deneysel Araştırılması, Modellenmesi ve Simülasyonu
Tezin Türü: Yüksek Lisans
Tezin Yürütüldüğü Kurum: Kocaeli Üniversitesi, Mühendislik Fakültesi, Makina Mühendisliği, Türkiye
Tezin Onay Tarihi: 2026
Tezin Dili: Türkçe
Öğrenci: Tahir Cengiz AZAK
Danışman: Şenol Şahin
Açık Arşiv Koleksiyonu: AVESİS Açık Erişim Koleksiyonu
Özet:
Bu çalışmada
kalsiyum karbonat (CaCO₃) dolgulu yüksek yoğunluklu polietilen (YYPE)
kompozitlerinin (%0–%20 hacimce) farklı genleme hızlarındaki çekme davranışı
deneysel olarak incelenmiş, Bergström–Boyce (BB) viskoplastik modeli ile
sayısal olarak temsil edilerek sonlu elemanlar analizi ile doğrulanmıştır.
YYPE matris ve
CaCO₃ dolgulu kompozitler ekstrüzyon ve enjeksiyon kalıplama ile üretilmiştir. 2,
20 ve 50 mm/dak hızındaki çekme testleri dolgu ve genleme hızının artmasıyla
elastik modül ve akma gerilmesinin arttığını, kopma uzamasının ise azaldığını
göstermiştir. DSC analizleri en yüksek dolgu oranında kristallikte azalma ve
erime entalpisinde yaklaşık %41'e varan düşüş olduğunu ortaya koymuştur. DMA
analizleri CaCO₃ ilavesiyle depolama modülünün arttığını ve dolgu
parçacıklarının polimer zincir hareketliliğini kısıtladığını göstermiştir.
BB modeli
parametreleri MCalibration ile kalibre edilmiş; μB'nin dolgu ile
arttığı, μA'nın ise doğrusal olmayan bir değişim gösterdiği
belirlenmiştir. Model ANSYS ortamına aktarılmıştır.
Doğrulama
sonuçları deneysel ve sayısal veriler arasında iyi uyum olduğunu göstermiştir
(R² = 0,9589–0,9947; NRMSE = %1,99–%4,73). Model genel olarak konservatif
tahminler üretmiş; en iyi uyum saf YYPE'de, en yüksek sapma %10 dolgu ve yüksek
hızda gözlenmiştir.
BB modeli YYPE/CaCO₃ kompozitlerinin hız bağımlı davranışını yeterli doğrulukla temsil etmektedir; ancak dolgu oranı ve genleme hızı arttıkça ara yüzey etkileri nedeniyle doğrulukta azalma görülmektedir.