Kauçuk ve elastomer bileşenler, otomotivden savunma sanayine, raylı sistemlerden endüstriyel makinelere kadar birçok uygulamada titreşim sönümleme, darbe emme ve esneklik sağlamak amacıyla kullanılmaktadır. Ancak bu malzemelerin servis ömrü yalnızca mekanik yüklerden etkilenmez. Kullanım süresince oluşan sıcaklık artışı, oksijen difüzyonu ve kimyasal yaşlanma gibi fiziksel süreçler, malzemenin mekanik özelliklerini zamanla değiştirerek yorulma ömrünü doğrudan etkiler.
Geleneksel sonlu elemanlar analizleri (FEA), çoğu zaman bu değişimleri sabit malzeme özellikleri altında değerlendirir. Gerçek çalışma koşullarında ise elastomer malzemeler sürekli olarak değişen bir yapıya sahiptir. Bu nedenle yalnızca gerilme veya şekil değiştirme sonuçlarına dayanan ömür tahminleri her zaman yeterli doğruluk sağlamayabilir.
Bu noktada çok fizikli (Multi-Physics) simülasyon yaklaşımı, kauçuk bileşenlerin gerçek çalışma davranışını modelleyerek daha güvenilir yorulma ömrü tahminleri yapılmasına olanak tanır.
Bu etkiler dikkate alınmadığında analiz sonuçları gerçek kullanım koşullarını tam olarak yansıtmayabilir.
Multi-Physics simülasyonu, mekanik analizleri termal ve kimyasal süreçlerle birleştirerek elastomer malzemelerin zaman içerisindeki davranışını hesaplar. Analiz sürecinde yalnızca gerilme dağılımları değil, çalışma sırasında oluşan sıcaklık artışı, oksijen taşınımı ve malzeme yaşlanması da çözümün bir parçası haline gelir.
Parçanın iç sıcaklığı arttıkça malzemenin mekanik özellikleri değişmeye başlar ve yorulma ömrü önemli ölçüde etkilenebilir.
Multi-Physics simülasyonu sayesinde parçanın tamamındaki sıcaklık alanı belirlenerek kritik bölgeler daha doğru şekilde tespit edilebilir.
Malzeme içerisine giren oksijen, polimer zincirleri ile reaksiyona girerek oksidasyona neden olur. Bu süreç sertlik artışı, elastik davranış değişimi ve yorulma ömründe azalmaya yol açabilir.
Geleneksel analizlerde sabit kabul edilen malzeme parametreleri, Multi-Physics yaklaşımında çalışma koşullarına bağlı olarak güncellenebilir.
Belirli koşullarda sıcaklık artışı enerji kaybını artırarak kontrolsüz bir ısınma döngüsü oluşturabilir. Bu durum Thermal Runaway olarak adlandırılır.
Kauçuk ve elastomer bileşenlerin servis ömrü yalnızca mekanik yüklerden değil, sıcaklık, oksijen difüzyonu ve kimyasal yaşlanma gibi süreçlerden de etkilenir. Endurica MP gibi Multi-Physics çözümleri, gerçek çalışma koşullarını modelleyerek daha doğru yorulma ömrü tahminleri yapılmasına ve daha güvenilir tasarım kararları alınmasına katkı sağlar.
FE-TECH olarak Endurica çözümleri ile kauçuk ve elastomer bileşenlerin yorulma ömrü analizlerinde mühendislik ekiplerine doğru modelleme, gelişmiş analiz ve teknik danışmanlık desteği sunuyoruz.