Yapıştırılarak birleştirilmiş kompozit malzemelerin eksantrik yükleme altındaki yapısal davranışlarının incelenmesi

Abstract

Akrilik polimer grubunun bir elemanı olan ve viskoelastik bir yapıda bulunan yapıştırıcı bant VHB 4950 (3MTM) elastomer malzemesinin, farklı ön gerilme koşulları ve farklı geometrik parametrelerin oluşturduğu eksantrik yüklemeler altındaki mekanik davranışları deneysel ve nümerik olarak incelenmiştir. Deneysel çalışmalarda, viskoelastik malzemenin mekanik karakterizasyonu için standartlaşmış farklı testlerden biri olan ve sonlu elemanlar modeli için en uygun yakınsamaya sahip optimizasyon parametrelerini veren çevrimsel yükleme-boşaltma testleri uygulanmıştır. Nümerik olarak yapılan tüm model çalışmalarında, çevrimsel yükleme-boşaltma test sonuçlarından elde edilen veriler kullanılarak, farklı malzeme modelleri de incelenmiştir. Deney sonuçlarına göre, Mcalibration® yazılımı ortamında oluşturulan 4 Yeoh Ağı ile Bergstrom-Boyce Akışlı Abaqus Paralel Reolojik Ağ modeli ile en uygun malzeme parametreleri belirlenmiştir. Ardından bu malzeme parametreleri kullanılarak, ticari bir sonlu elemanlar yazılımı olan Abaqus®/Explicit ile üç boyutlu doğrusal olmayan viskoelastik bir yapıda modellenerek sonlu eleman analizleri gerçekleştirilmiştir. Sonlu eleman analizi sonuçlarının maksimum yük taşıma kapasitesine sahip yapısal numuneleri için elde edilen deneysel Kuvvet (N)-Yer değiştirme (mm) verileri ile iyi bir uyum gösterdiği belirlenmiştir.

Mechanical behaviors of adhesive tape VHB 4950 (3MTM) elastomeric material, which is an element of acrylic polymer group and which is in viscoelastic behavior, under different pre-stress conditions eccentric forces of different geometric parameters created by eccentric loadings have been experimentally and numerically investigated. In experimental studies, loading-unloading cyclic tests, one of the different standardized tests for the mechanical characterization of viscoelastic material, have been applied which give the most suitable convergent optimization parameters for the finite element model. Different material models were also investigated by using the data obtained from loading-unloading test results in all numerical models. According to the experimental results, the most suitable material parameters were determined with the Abaqus Parallel Rheological Framework Model (PRF) for 4 Yeoh Networks with Bergstrom-Boyce Flow model created in the Mcalibration® software for finite element analysis. Subsequently, using these material parameters, finite element analysis was performed as three dimension non-linear viscoelastic with a commercial finite element software Abaqus®/Explicit. The finite element analysis results showed good correlation to the Force (N)-Displacement (mm) experimental data for maximum load-carrying capacity of structural specimens.