Pin on disk test düzeneği ile aşınma karakteristiklerinin modellenmesi

Abstract

Tribolojinin konularından biri olan sürtünme, yüzeyleri belli bir baskı altında temas halinde olan ve göreceli hareketli makina parçalarında aşınmaya neden olur. Makinalardaki hasarın büyük bölümü aşınma kaynaklıdır. Kuru sürtünmenin kaçınılmaz oldugu durumlarda makina elemanının ömrünün uzun olması için a¸sınma ˘ direnci yüksek malzemeler tercih edilir. Bunun yanında aşınmaya baglı bir hasar ˘ meydana gelmeden önce bu durumun öngörülebilmesi ile alınacak önlemler ve yapılacak bakımlar ile parça ömrünün uzatılması söz konusudur. A¸sınma hasarlarının öngörülmesi için a¸sınma deneylerine baglı modeller üzerinden simülasyon çalışmaları ˘ yapılarak öngörü gerçekleştirmek mümkündür. Literatürde özellikle otomotiv ve havacılık sektöründe, metal ve polimer esaslı malzemelerden alüminyum ve epoksi kompozit malzemelerin, son yıllarda yaygın olarak kullanıldıgı görülmektedir. Bu malzemelerin ortak özelligi hafiflik, korozyon ˘ direnci yüksek ve kompozit olarak kolay üretilebilir olmasıdır. Ancak bu malzemelerin saf olarak kullanılması durumunda a¸sınma dirençleri dü¸süktür. Kendinden yaglama ˘ özelliginden dolayı grafen, alüminyum ve polimer kompozitlerde, bu malzemelerin ˘ aşınma karakteristiklerini iyile¸stirmek için yaygın olarak kullanılmaktadır. Pin-on-disk testi, bu çalışma kapsamında hazırlanan alüminyum ve epoksi grafen örneklerinin aşınma davranışını ölçmek ve kuru sürtünmeli aşınma testlerini yapmak için kullanılan standart testlerden biridir. Elde edilen deney sonuçlarından malzeme çiftlerinin aşınma karakteristikleri oluşturulmuştur. Deneyler sırasında ölçülen sürtünme kuvveti ile sürtünme yolu uzunlugu başına agırlık kaybından hesaplanan aşınma oranı, tek giriş-tek çıkışlı aşınma prosesinin giriş ve çıkış degişkenleri olarak ˘ kabul edilmi¸s ve her bir pin-on-disk testi için sistem tanılama yöntemiyle üç farklı model elde edilmi¸stir. Elde edilen modellerin simülasyonu deneysel sonuçlarla karşılaştırılmış, simülasyon ve deney sonuçlarının uyumu modelleme sonuçları ile birlikte verilmiştir. Bu çalışma toplam beş bölümden oluşmuştur. ˙Ilk bölüm olan giriş bölümünde tez konusu ve literatür özetine yer verilmiştir. ˙Ikinci bölümde aşınma testlerinde kullanılacak olan ve son yıllarda literatürde yeni olan grafen katkılı alüminyum ve epoksi matrisli kompozitler hakkında bilgi verilmi¸s, test numuneleri ve a¸sınma disklerinin hazırlanması anlatılmı¸stır. Bölüm 3’te kuru sürtünmeli a¸sınma testlerinde standart olarak kullanılan pin-on-disk testi hakkında bilgi verilerek testin yapılışı anlatılmıştır. Tanılama çalışması Bölüm 4’te anlatılmış, tanılama sonucu elde edilen modellerin simülasyonu ve deneysel sonuçlarla kar¸sıla¸stırılması yine aynı bölümde verilmiştir. Bölüm 5 ’te çalışmadan elde edilen sonuçlar ve degerlendirme yapılmıştır. ˘