Numerical Analysis of Displacement of Circular Discs Based On Boron Carbide (B4C) -Silicon Carbide (SİC) and Silicon Nitride (Si3N4) materials

Authors : Hüseyin Fırat Kayiran

Pages : 1108-1122

Doi:10.31202/ecjse.883532

View : 12 | Download : 4

Publication Date : 2021-09-30

Article Type : Research

Abstract :: Bu çalışmada, farklı malzemelerden yapılmış ve sıcaklık dağılımı altında iç yüzeyden dış yüzeye doğru artan disklerin radyal davranışı, elastisite modülünün sıcaklık ile değişmediği varsayılarak analitik olarak analiz edilmiştir. Elde edilen hesaplamalar ANSYS programı tarafından desteklenmiştir. Bor karbür (B4C) ülkemizde uzay endüstrisinde sıklıkla kullanılmaktadır. İlk diskin modeli Bor karbür (B4C) malzemesidir ve ikinci ve üçüncü disklerin malzemelerinin modeli sırasıyla Silisyum karbür (SİC) ve Silisyum nitrürdür (Si3N4). Herhangi bir makine parçasına monte edilen diskler, farklı sıcaklıklarda yer değiştirmeye maruz kalabilir. Diskler malzemeye ve farklı sıcaklıklara göre farklı özellikler gösterebilir. Literatür araştırması sonunda; deneysel ve sayısal termal gerilme analizlerinin yapıldığı ve disklerde farklı sıcaklıklarda radyal ve teğetsel gerilmelerin hesaplandığı görülmüştür. Disklerin farklı sıcaklık etkileri altında radyal yer değiştirme davranışlarını incelemek için yeterli çalışmaların olmadığı görülmüştür. Farklı çalışmalarda, paslanmaz çelik ve alüminyum gibi metal malzemelerin ağırlıklı olarak araştırıldığı görülmüştür. Bu çalışmanın önceki çalışmalara göre farkı; modellenen disk çapının büyüklüğü ve belirtilen sıcaklık aralığı birbirine yakın olmasıdır. Çünkü küçük çaplı diskler genellikle savunma sanayinde ve diğer insansız hava sahası araçlarında ve sıcaklık değişiminin ana faktör olduğu uzay teknolojisinde tercih edilmektedir. Bu nedenle, günümüzde havacılık endüstrisinde önemli malzemeler olan Bor karbür (B4C) ve Silisyum karbür (SiC), Silisyum nitrür (Si3N4) ' ün 40 ° C -50 ° C -60 ° C -70 ° C -80 ° C -90 ° C sıcaklıklarında elde edilen yer değiştirme değerleri hesaplanmış ve literatürle paylaşılmıştır. Bu nümerik analizin sonunda, Bor karbür (B4C) malzemeli diskin iç yüzeyinde 40 ° C'de yer değiştirme değerinin Silisyum karbürden (SiC) %100.00 ve Silisyum nitrürden (Si3N4) % 157.14 daha yüksek olduğu belirlenmiştir. Bu çalışmanın sonunda, bu disk malzemelerinin yüksek sertlik ve iyi mukavemet ile kullanılmasının mümkün olduğu sonucuna varılmıştır.
Keywords : Elastisite modülü, poisson oranı, termal genleşme katsayısı, , disk, , deplasman, Bor Karbür (B4C), Silikon Karbür (SSIC), Silikon Nitrid (Si3N4)