Tez Arşivi

Tez aramanızı kolaylaştıracak arama motoru. Yazar, danışman, başlık ve özete göre tezleri arayabilirsiniz.


Orta Doğu Teknik Üniversitesi / Fen Bilimleri Enstitüsü / Makine Mühendisliği Anabilim Dalı

A multiobjective optimization toolbox development for parameter identification of elastomers

Elastomerlerin parametrelerinin tanımlanması için çok amaçlı bir eniyileme programı geliştirilmesi

Teze Git (tez.yok.gov.tr)

Bu tezin tam metni bu sitede bulunmamaktadır. Teze erişmek için tıklayın. Eğer tez bulunamazsa, YÖK Tez Merkezi tarama bölümünde 489589 tez numarasıyla arayabilirsiniz.

Özet:

Rubber materials are widely used in industry because of their hyperelastic behaviors. Rubber materials show a highly nonlinear behavior due to hyperelastic deformability. Thus, small strain theory can not be applied to rubber materials. Various hyperelastic models are proposed by different researchers by deriving stress-stretch relations. Those relations differ in various test conditions including uniaxial, equibiaxial, pure shear and biaxial deformation modes. In this thesis, ten hyperelastic models including phenomenological and micro-mechanical models are examined. Stress definitions are obtained. Then, their efficiencies are compared by using related experimental data sets. Finally, a multiobjective optimization toolbox is developed in MATLAB GUI. Treloar data are used for parameter identification of rubber models in uniaxial, equibiaxial and pure shear cases after stress definitions are obtained for related model. Deformation gradient, right and left Cauchy-Green tensor and Kirchhoff stress differ according to each case. The Kirchhoff stresses are also decomposed into volumetric and isochoric parts. The other stresses are used in continuum mechanics are the first and second Piola-Kirchhoff stresses and Cauchy stress. The data which are used for validation of biaxial case are Kawabata data in this study. In biaxial case, the material is stretched from two orthogonal directions with different ratios. This leads to different stretches in two orthogonal directions. If those stretches are same, the case becomes equibiaxial case. In biaxial case, same tensors are obtained like other cases. In Kawabata data, there are data for stress-stretch in two directions. In present research, stress data of one of these directions are used for parameter identification procedure.

Summary:

Kauçuk malzemelerin hiperelastik davranışları sebebiyle endüstride geniş kullanım alanları mevcuttur. Kauçuk malzemeler uğradıkları hiperelastik deformasyon sebebiyle yüksek derecede doğrusal olmayan davranış gösterirler. Bu sebeple küçük gerinim teorisi kauçuk malzemeler için uygulanabilir değildir. Farklı araştırmacılar tarafından çeşitli hiperelastik modeller gerilim-gerinim ilişkileri türetilerek sunulmuştur. Bu ilişkilendirmeler tek eksenli, eşikieksenli, saf kayma ve iki eksenli olmak üzere çeşitli test koşulları altında değişmektedir. Bu tezde fenomenolojik ve mikro-mekanik hiperelastik modelleri içeren toplam on adet model incelenmiştir. Gerilme tanımlamaları elde edilmiştir. Daha sonra bu modellerin etkinlikleri ilgili veri setleri kullanılarak karşılaştırılmıştır. Son olarak çok amaçlı bir eniyileme programı MATLAB GUI'de geliştirilmiştir. Treloar verisi tek eksenli, eşikieksenli ve saf kayma test koşullarında kauçuk modellerindeki gerilme ifadeleri bulunduktan sonra ilgili modelin parametrelerinin tanımlanması için kullanılmaktadır. Deformasyon değişimi, sağ ve sol Cauchy-Green tensörleri ve Kirchhoff gerilme ifadeleri her test koşulunda değişmektedir. Kirchhoff gerilmesi volümetrik ve izokorik olarak iki kısma ayrılmaktadır. Birinci ve ikinci Piola-Kirchhoff gerilmeleri ve Cauchy gerilmesi de sürekli ortamlar mekaniğinde kullanılan diğer gerilmelerdir. İki eksenli test koşulu doğrulanması için kullanılan veri ise Kawabata verisidir. İki eksenli test koşulunda malzeme ortogonal iki eksenden farklı oranlarda uzatılmaktadır. Bu sebeple bu iki ortogonal eksende farklı uzamalar gerçekleşmektedir. Eğer bu eksenlerdeki uzama miktarları aynı olursa, test koşulu eşikieksenli durumu olur. Diğer test koşullarında olduğu gibi ilgili tensörler iki eksenli durum için de elde edilir. Kawabata verisinde iki farklı yön için iki farklı gerilme-uzama verisi bulunmaktadır. Bu çalışmada parameter tanımlanması prosedürü için bu yönlerden birindeki gerilme verileri kullanılmaktadır.