Düşük mukavemetli malzemeler için mekanik deneylerin yapılabileceği masaüstü deney cihazının tasarımı ve kurulması

Abstract

DÜŞÜK MUKAVEMETLİ MALZEMELER İÇİN MEKANİK DENEYLERİNYAPILABİLECEĞİ MASAÜSTÜ DENEY CİHAZININ TASARIMI VEKURULMASISelim BACAKMakine Eğitimi Anabilim Dalı, Yüksek Lisans Tezi, 58s, 2006Anahtar Kelimeler: Çekme, Basma, Eğme, Mekanik Deneyler, Mekanik ÖzelliklerMetalik ve metalik olmayan malzemelerin çekme ve basma yükleri altındamekanik özelliklerini belirlemede kullanılan en yaygın metotlardan biri statik çekme vebasma deneyidir. Bu deneyler için kullanılan Instron ve MTS gibi hazır deney cihazları,kapasitelerine bağlı olarak 50,000 Amerikan Dolarının üzerinde bir fiyatlasatılmaktadırlar. Bu çalışmada, bünyesinde hazır cihazlara kıyasla daha az özellikbarındırmasına rağmen düşük mukavemetli malzemelerin mekanik çekme, basma veeğme deneylerini rahatlıkla yapabilecek kapasitede ve maliyeti hazırlarından çok dahadüşük bir masaüstü çekme-basma deney cihazı tasarlanmış ve imal edilmiştir. Bucihazın çerçeve yapısının imalatında talaşlı imalat yöntemlerinin büyük bir kısmıkullanılmış ve blok halinde satın alınan çelik malzeme; freze tezgahı ve çakıları, ölçümcihazları vb sayesinde belli pasolarda talaş kaldırılarak son ölçüsüne getirilmiştir.Çerçeve yapı hazırlandıktan sonra çekme, basma ve eğme deneyininyapılabilmesi için gerekli olan yük ve yükleme hızı değerleri ayarlanabilecek şekildehidrolik/pnömatik bir sistem tasarlanmış, bu sistem için gerekli parçalar temin edilipbirleştirilmiş ve daha sonra testleri yapılarak deney sistemi kullanıma hazır halegetirilmiştir.Masaüstü deney cihazı maksimum 10 kN yükleme kapasitesi ile basma, çekmeve eğme deneylerinin yapılabilmesi için sahip olduğu altyapısıyla yükleme hızınınayarlanmasına imkan vermektedir.Bu çalışmada tasarlanmış ve imalatı yapılmış olan masaüstü deney cihazı,özellikle biyomekanik laboratuarında kullanılacağından, imalat sonrası inekkemiğinden hazırlanmış numuneler kullanılarak statik çekme ve basma deneyleri iletest edilmiştir. Böylece deney cihazının istenilen şekilde çalışıp çalışmadığı kontroledilmiş ve ortaya çıkan aksaklıklar giderilmiştir. Uygulanan deneyler sonucu eldeedilen mekanik özellikler ile literatürde rapor edilmiş değerler karşılaştırılmıştır.Jüri:Prof. Dr. Ali Kemal YAKUTYrd.Doç. Dr. Ramazan KAYACAN ( Danışman)Yrd.Doç. Dr. Reşat SELBAŞ

DESİGN AND CONSTRUCTİON OF TABLETOP TESTİNG MACHİNE FORMECHANİCAL TESTİNG OF LOW-STRENGTH MATERİALS.Selim BACAKMechanical Education Department, Post Gradute Thesis, 58 pg, 2006Key Words: Tension, Compression, Bending, Mechanical Testing Methods,Mechanical PropertiesTension/compression test is one of the most common testing methods which isused to determine the mechanical properties of metallic and non-metallic materials.Brand-name testing machines which are available in the market such as Instron andMTS are sold for a price starting from 50,000 USD depending on their capacities andspecifications. In this study, a tabletop testing machine was designed with enoughcapacity and specifications for tension/compression/bending tests of low-strengthmaterials at much lower cost compared to the brand-name machines. The frame of thetesting machine was manufactured using some of the conventional machining methods.A steel material block at sufficient dimensions for machining was purchased andmachined to the final dimensions using a milling machine and some other tools such ascutting and measuring tools.After machining the frame, a hydraulic/pneumatic system was designed toobtain the required load and to have a range of loading rate that can be adjusted fortension/compression/bending tests. The required parts for the hydraulic/pneumaticsystem were purchased and installed on the frame. Then, the whole testing system wastested to check if anything needs to be corrected and made sure that it is ready forfurther testing of low-strength materials.The custom-made tabletop testing machine provides 10 kN load maximum fortension/compression/bending tests of low-strength materials and allows the user toadjust the loading rate.Since the tabletop testing machine will be used in biomechanics laboratory, thetesting machine was tested both for tension and compression using samples preparedfrom bovine bone. So, the testing machine was controlled whether it works as desiredor not. The problems that were faced during its operation were studied to find thereasons and their solutions, then, they were corrected with minor modifications on thetesting system. The results of bovine bone testing were compared to the mechanicalproperties reported previously in the literature.Jüri:Prof. Dr. Ali Kemal YAKUTYrd.Doç. Dr. Ramazan KAYACAN (Supervisor)Yrd.Doç. Dr. Reşat SELBAŞ