Kauçuk takozun orta veya yüksek frekans cevabının tahmini için gerilim gevşeme testlerine dayalı olarak viskoelastik malzeme modelinin geliştirilmesi

Abstract

Yüksek frekanslı otomotiv (elektrikli araç) ya da endüstriyel uygulamalarda (iş makinaları) Kauçuk titreşim sönümleme elemanlarının yüksek frekanslı viskoelastik özelliklerinin belirlenmesi, birçok kauçuk üreticisi için önemli bir zorluk teşkil etmektedir. Bu çalışmada, düşük frekanslardan orta frekanslara kadar uzanan aralıklarda kauçuk parçacıklarının dinamik davranışını tahmin etmek için gerilme gevşeme testleri gibi daha düşük frekanslı viskoelastik testlerin potansiyelinin incelenmesi amaçlanmıştır. Deneysel gerilim gevşemesi (Sünme) testlerinde elde edilecek bir karşılaştırmalı yaklaşım, 200 Hz'e kadar harmonik olarak yüklenmiş frekanslarda kauçuğun dinamik davranışının tahmin edilmesini sağlayan Kesirli Zener modellerinin kullanımı ile mümkün olacağı düşünülmektedir. Bu sonuçları ekstrapole etmek için kullanılan doğrusal bir viskoelastik model ortaya çıkarmayı hedeflenecektir. Bu ekstrapolasyon prosedürünün doğrulanması, analitik ve numerik sonuçların aynı kauçuk numuneler üzerinde yapılan deneysel dinamik harmonik testlerden elde edilen sonuçlarla karşılaştırılmasıyla gerçekleştirilmiştir. Yüksek deformasyon oranlarına sahip sürünme testlerinin (harmonik dinamik testler) karşılaştırılması, Böylece, bu çalışma ile gerilim gevşeme (sürünme) testlerinin doğrusal viskoelastik malzemelerin frekans davranışının orta frekans aralığına kadar tanımlamak için yeterli veri sağlayıp sağlayamadığını göstermektedir.

Determining the high-frequency viscoelastic properties of rubber vibration-damping elements in high-frequency automotive (electric vehicle) or industrial applications (construction machinery) represents a significant challenge for many rubber manufacturers. This study aims to examine the potential of lower-frequency viscoelastic tests, such as stress relaxation tests, to predict the dynamic behavior of rubber particles in the low to mid-frequency range. It is hypothesized that a comparative approach can be obtained in experimental stress relaxation (creep) tests through the use of Zener models, which allow the dynamic behavior of rubber to be predicted at harmonically loaded frequencies up to 200 Hz. The objective is to introduce a linear viscoelastic model that can be used to extrapolate the results. This extrapolation procedure was validated by comparing the analytical and numerical results with those obtained from experimental dynamic harmonic tests on identical rubber specimens. The comparison of stress relaxation tests (harmonic, dynamic tests) with high deformation rates demonstrates, with this study, whether stress relaxation tests can provide sufficient data to describe the frequency behavior of linear viscoelastic materials up to the mid-frequency range.