Katmanlı imalat yöntemiyle üretilen polimerik malzemelerin sıcaklığa bağlı anizotropik elastik davranışının karakterizasyonu ve modellenmesi
Tezin Türü: Yüksek Lisans
Tezin Yürütüldüğü Kurum: Yıldız Teknik Üniversitesi, Fen Bilimleri Enstitüsü, MAKİNE MÜHENDİSLİĞİ ANABİLİM DALI, Türkiye
Tezin Onay Tarihi: 2023
Tezin Dili: Türkçe
Öğrenci: KUBİLAY ÖNGİDER
Danışman: Alperen Acar
Açık Arşiv Koleksiyonu: AVESİS Açık Erişim Koleksiyonu
Özet:Katmanlı imalat, üretilecek parça geometrisinin bilgisayar programları yardımıyla dilimlenmesi ve sonrasında bu dilimlerin katmanlar şeklinde üst üste eklenerek imal edilmesi esasına dayanmaktadır. Bu imalat ile, metodun doğası gereği oluşan anizotropi ve gözeneklilik davranışı karşımıza çıkmaktadır. Bunun yanı sıra parçanın çalışma sıcaklığı ve yöntemde kullanılan üretim parametreleri de üretilen parçanın mekanik dayanımını etkilemektedir. Polimerler üzerinde yapılacak bu çalışmada Ergiyik Yığarak Modelleme yöntemi ve bu yöntem ile üretilen parçaların sıcaklık değişimi ve dinamik mekanik özelliklerini bir arada veren depolama modülü incelenmiştir. Bu yöntem ile Akrilonitril Bütadiyen Stiren (ABS) malzemesi kullanılarak dinamik mekanik analiz (DMA) testlerinde kullanılacak numuneler (üç farklı imal yönü ve üç farklı katman kalınlığında) üretilmiştir. Bu numuneler DMA testlerinde kullanılmış ve depolama modülü değerlerini içeren deneysel veriler elde edilmiştir. Literatürde polimerlerin farklı sıcaklık ve şekil değiştirme hızları için, depolama modülünü tahmin etmeyi amaçlayan modeller bulunmaktadır. Bununla birlikte tek eksen üzerinde çalışan bu modeller katmanlı imalat ile üretilen malzemelerin anizotropi durumunu karşılamamaktadır. Bu sebeple polimerler için tek eksenli bir şekilde hesaplama yapabilen bir model, Genelleştirilmiş Hooke Kanunu kullanılarak anizotropik hal için çok eksenli bir şekilde hesaplama yapabilen bir modele dönüştürülmüştür. Gözeneklilik davranışının hesaplanabilmesi için literatürdeki gözeneklilik modelleri arasından, parametrenin davranışına uygun bir model katman kalınlığı parametresi için düzenlenmiş ve önerilen modele bir fonksiyon olarak eklenmiştir. Elde edilen son model ergiyik yığarak modelleme yöntemi kullanılarak üretilmiş parçalardaki anizotropik katılık matrisini, farklı katman kalınlıklarında ve değişen sıcaklık değerlerinde tahmin edebilmektedir. Modelin doğrulanması için deneysel çalışmalar ve model tahminleri karşılaştırılmıştır. Elde edilen sonuçlara göre deneysel sonuçlar ve model arasında olumlu bir ilişki olduğu gözlemlenmiştir.