Kauçuk takozların zaman alanında davranışının modellenmesi ve analizi

Abstract

İyi bir titreşim sönümleyici olan kauçuk günümüzde araç lastikleri başta olmak üzere birçok alanda kullanılmaktadır. Kauçuk malzemelerin sıkıştırılamaz ve hiperelastik yapısından dolayı doğrusal davranışa sahip değillerdir. Bu yüzden çoğu kauçuk ürünün davranışı deneme yanılma yöntemiyle tespit edilmektedir. Kauçuk malzemelerin mekanik davranışlarını önceden tahmin edebilmek metalik malzemelere göre oldukça zordur. Kauçuk malzemelerin sonlu elemanlar yöntemi ile modelleyebilmek için bir takım malzeme testlerine ihtiyaç duyulur. Modelleme işlemi ile tasarım aşamasında kauçuk malzemelerin istenilen özelliklerde üretimi sağlanabilir. Bu sayede oluşacak zaman kaybı ve maliyet en aza indirilebilir. Bu çalışmada seçilen bir kauçuk takozun Abaqus programında hiperelastik ve viskoelastik modellemesi yapılmıştır. Hiperelastik ve viskoelastik model belirlenirken kauçuk malzemeye yapılan testler kullanılmıştır. Hiperelastik malzeme modeli belirlendikten sonra sonlu elemanlar yöntemi ile bir yönde sıkıştırılan kauçuk takozun zaman alanında viskoelastik modellemesi yapılarak gerilme gevşeme değerleri elde edilmiştir. Kauçuk takoz üzerinde yapılan testler ile analiz sonuçları değerlendirilerek, oluşturulan sonlu elemanlar modelinin uygunluğu kontrol edilmiştir.

Rubber, which is a good vibration damper, is used in many areas today, especially vehicle tires. They do not have linear behavior due to the irrepressible and hyperelastic structure of rubber materials. Therefore, the behavior of most rubber products is detected by trial-and-error method. It is very difficult to predict the mechanical behavior of rubber materials compared to metallic materials. Several material tests are needed to model rubber materials with finite elements method. With the modeling process, rubber materials can be produced in the desired characteristics during the design phase. In this way, the time loss and cost can be minimized. In this study, hyperelastic and viscoelastic modeling of a selected rubber mount was performed in the Abaqus program. Tests on rubber material were used when determining hyperelastic and viscoelastic model. After the hyperelastic material model is determined, viscoelastic modeling of the rubber mount compressed in one direction by finite elements method is obtained by viscoelastic modeling. The results of the analysis were evaluated with the tests carried out on the rubber mount and the suitability of the finite element model was checked.