Sonlu elemanlar yöntemi ile bir dinamik sızdırmazlık elemanının simülasyonu ve deneysel doğrulaması


Creative Commons License

Tezin Türü: Yüksek Lisans

Tezin Yürütüldüğü Kurum: Bursa Uludağ Üniversitesi, MÜHENDİSLİK FAKÜLTESİ, OTOMOTİV MÜHENDİSLİĞİ, Türkiye

Tezin Onay Tarihi: 2019

Tezin Dili: Türkçe

Öğrenci: İSMAİL SARAÇ

Danışman: Murat Yazıcı

Özet:

Günümüzde hayatın her noktasında yaşamı kolaylaştıran makine elemanlardan birisi de dinamik sızdırmazlık elemanlarıdır. Dinamik sızdırmazlık elemanlarının en yaygın olanlar arasında dudaklı keçeler olarak da bilinen döner (radyal) mil keçeleri başı çekmektedir. Döner mil keçeleri, genel olarak elastomerler veya düşük sürtünme katsayılı polytetrafloroetilen (PTFE) gibi malzemelerden üretilmekte olup havacılık, otomotiv ve endüstriyel ekipmanlar gibi çok geniş bir ürün yelpazesinde döner millerde sızdırmazlık elemanı olarak kullanılmaktadır. Bu fonksiyon döner mil keçesinin dudağı olarak isimlendirilen yüzeyi ile mil arasında çalışma esnasında sürekli temasın sağlanması ile gerçekleşmektedir. Keçenin performansı ve aşınma davranışı açısından keçenin mil üzerindeki temas basıncı miktarı kritik bir faktördür. Ancak, çalışma esnasında üzerine gelecek yüksek yağ basıncının altında temas basıncının tespit edilmesi oldukça güç olmaktadır. Tasarım aşamasında keçenin montaj esnasında ve çalışma esnasındaki deformasyonlarının, temas basıncı seviyesinin gerçekçi bir simülasyon ile tespit edilebilmesi büyük önem arz etmektedir. Bu tez çalışmasında yukarıda bahsedilen Döner mil keçelerinin çeşitli hallerini deneysel süreçler başlamadan tasarım aşamasında iken inceleyebilmek için Sonlu Elemanlar ve Analiz Simülasyonlarını kapsayan çalışmalar gerçekleşmiştir. Çalışma kapsamında incelenen döner mil keçelerinde kullanılan elastomer malzeme davranışları dikkate alındığında en uygun hiperelastik malzeme modelinin Mooney-Rivlin olduğu görülmüştür. Bu çıkarım, ifade edildiği gibi yapılan malzeme testleri sonucunda görülen davranışlar göz önüne alınarak gerçekleşmiştir. Bu doğrultuda mekanik testler ve malzeme karakterizasyon testleri gerçekleşmiştir. Ayrıca Döner mil sızdırmazlık elemanı (Keçe) nın çalışma şartları göz önüne alınarak ısıl analizler yapılmıştır. Bu sayede tasarlanacak olan keçenin, tasarım doğrulaması gerçekleştirilerek, imalat ve performans testleri süreçlerine ihtiyaç kalmaksızın, en az deneme ve yanılma süreci gerektiren bir keçe geliştirme çalışması ortaya konmuştur. Çalışma sonucu SKT A.Ş. Ar-Ge laboratuvarlarında imal edilen ve deneyleri gerçekleştirilen keçenin simülasyonu deneysel sonuç ile %95 oranında uyumlu çıkmıştır.