Malzemeler sıcaklık değişimine maruz kaldıklarında büzülme ya da genleşme davranışı gösterirler ve bu davranışın büyüklüğü ısıl genleşme katsayısı ile ifade edilir. Isıl genleşme katsayısı parça tasarımı sırasında analiz girdisi olarak önemli bir rol oynar dolayısıyla tasarım sırasında sonlu elemanlar analizlerinde kullanmak için ısıl genleşme katsayısının hesaplanması gerekir. Isıl genleşme katsayısı malzemeden malzemeye değişiklik gösterir. Doğal kauçuk formülleri kendi içlerinde çok değişiklik gösterdikleri için formülden formüle de ısıl genleşme katsayısında değişiklik görülür. Bu çalışmada 45 Shore A, 55 Shore A, 65 Shore A ve 75 Shore A olmak üzere 4 farklı sertlikteki doğal kauçuk formülü için ısıl genleşme katsayısı hesaplanmıştır. Isıl genleşme katsayısını hesaplamak için doğrusal ısıl genleşme katsayısı denklemi kullanılmıştır. Seçilen kauçuk formüllerinden üretilen disk numunelerinde çap ve yükseklik için ayrı ayrı hesaplanan ısıl genleşme katsayılarının ortalaması alınmıştır. Elde edilen ısıl genleşme katsayısı MSC Marc ile oluşturulan sonlu elemanlar modelinde test edilmiş ve analiz sonuçları ile deneysel ölçüm sonuçları her kauçuk formülü için ısıl genleşme katsayısının doğruluğunu teyit etmek üzere ayrı ayrı karşılaştırılmıştır. Ayrıca elde edilen ısıl genleşme katsayılarının disk numunesine göre daha kompleks bir geometride de doğru sonuç verip vermeyeceğini teyit etmek üzere 65 Shore A sertliğindeki kauçuk formülünden üretilen bir bugi burcu kompleks parça olarak seçilmiştir ve bu bugi burcu için de sonlu elemanlar analizi gerçekleştirilerek analiz sonuçları gerçek ölçüm değerleri ile karşılaştırılmıştır. Bu çalışma sonucunda seçilen kauçuk formülleri için ileriki tasarım aşamalarında kullanılmak üzere ısıl genleşme katsayıları hesaplanmış olacaktır.
Anahtar Kelimeler: Isıl genleşme katsayısı, Termal genleşme katsayısı, Sonlu elemanlar analizi, Doğal kauçuk
|
