Bazı Türk Mermerlerinin Tür-І Kırılma Tokluğu İle Elmas Telli Kesme Makinelerinin Performansı Arasındaki İlişkilerin Analizi
| dc.contributor.advisor | Özçelik, Yılmaz | |
| dc.contributor.author | Sönmez, Ulaş | |
| dc.date.accessioned | 2018-07-03T12:40:03Z | |
| dc.date.available | 2018-07-03T12:40:03Z | |
| dc.date.issued | 2018-05 | |
| dc.date.submitted | 2018-05 | |
| dc.identifier.citation | KAYNAKLAR [1] Polat E., Mermerlerin Elmas Tel ile Kesiminde Dokusal Özelliklerin Etkisinin İncelenmesi, Yüksek Lisans Tezi, Hacettepe Üniversitesi Fen Bilimleri Enstitüsü, Ankara, 2002. [2] Yılmazkaya E., Bilgisayar Kontrollü Tektel Sistemi İle Blok Kesmede Etken Faktörlerin İncelenmesi, Doktora Tezi, Hacettepe Üniversitesi Fen Bilimleri Enstitüsü, Ankara, 2013. [3] ISRM, Suggested methods for determining the fracture toughness of rocks, Int.J.Rock Mech. Min. Sci. & Geomech.Abstr., Cilt 1, 271-96, 1988. [4] Y. Özçelik, Investigation of the working conditions of diamond wire cutting machines in marble industry., PhD thesis, Hacettepe University, Ankara, 1999. [5] Kuruppu, ISRM-Suggested Method for Determining the Mode I Static Fracture Toughness Using Semi-Circular Bend Specimen, Rock Mechanics and Rock Engineering, 47, 270-273, 2013. [6] TSE, Tabii Yapı Taşları- Muayene ve Deney Metotları, TS 699, TSE Yayını, 82, 1987. [7] ISRM, Rock Characterization Testing and Monitoring, Suggested Methods,Oxford, 16, 1981. [8] Kanbir, E. S., Kesme Parametreleri Ve Boncuk Özelliklerinin Elmas Tel Kesme Verimine Etkisi, Doktora Tezi, Hacettepe Üniversitesi Fen Bilimleri Enstitüsü, Ankara, 2013. [9] Şengün, N., Kayaçların Kırılma Tokluğu ve Gevrekliğinin Dairesel Testereler ile Kesme Verimi Üzerine Etkileri, Doktora Tezi, Süleyman Demirel Üniversitesi Fen Bilimleri Enstitüsü, Isparta , 2009. [10] Donovan, J. G., Fracture Toughness Based Models For The Prediction Of Power Consumption, Product Size, And Capacity Of Jaw Crushers, , Ph.D. Thesis, Faculty of the Virginia Polytechnic Institute and State University, BLACKSBURG, 2003. [11] Altındağ, R., Kayaçlarda Kirilma Tokluğu Ve Diğer Mekanik Özellikler Arasindaki Ilişkiler, Deü Mühendislik Fakültesi Fen ve Mühendislik Dergisi, 2, 39-47, 2000. [12] Şengün, N., Altındağ, R., Kayaçların Kırılma Tokluğu (Mod-I) ile Fiziko-Mekanik Özellikleri Arasındaki Ilişkilerinin Değerlendirilmesi, Hacettepe Üniversitesi Yerbilimleri Uygulama ve Araştırma Merkezi Dergisi, 31, 127-140, 2010. [13] Hanecioğlu, B., Pilot Model Elmas Telli Kesme Makinesinde Bazı Makine Parametrelerinin İncelenmesi, Yüksek Lisans Tezi, Hacettepe Üniversitesi Fen Bilimleri Enstitüsü, Ankara, 2006. [14] Yüksel, Z., İscehisar Aktaşören Mevkii Mermer Ocağinda Sahanin Jeolojik Özelliklerinin Elmas Tel Kesme Performansina Etkisi, Yüksek Lisans Tezi, Afyon Kocatepe Üniversitesi Fen Bilimleri Enstitüsü, Afyon, 2010. [15] Demirdağ, S., Gündüz, L., Blok İşletmeciliğinde Elmas Tel ve Boncuk Performans Analizi, Türkiye III. Mermer Sempozyumu (Mersem '2001) Bildiriler Kitabı, Afyon, 2001. [16] Aktaş, Ö., Elmas Tel Kesme Ile Mermer Işletmeciliğinde Elmas Tellerin Kesim Performanslarinin Araştirilmasi, Yüksek Lisans Tezi, Selçuk Üniversitesi Fen Bilimleri Enstitüsü, Konya, 2012. [17] Dilmaç, M. K., Elmasli Tel İle Mermer Üretiminde Basamak Geometrisinin Kesme Performansi Üzerine Etkileri, Yüksek Lisans Tezi, Cumhuriyet Üniversitesi Fen Bilimleri Enstitüsü, Sİvas, 2009. [18] Almasi, S. N., Bagherpour, R., Mikaeil, R., Özçelik, Y., Analysis Of Bead Wear In Diamond Wire Sawing Considering The Rock Properties And Production Rate, Bull Eng. Geo. Environ., 76, 1593-1607, 2017. [19] Özçelik, Y., Polat, E., Bayram, F., Ay, A.M., Investigation Of The Effects Of Textural Properties On Marble Cutting With Diamond Wire, Int. J. Rock Mech. Min. Sci., 41, 3, 2004. [20] Ghaysari, N., Ataei, M., Sereshki, F., Mikaiel, R. Prediction Of Performance Of Diamond Wire Saw With Respect To Texture Characteristics Of Rock, Arch. Min. Sci., 57, 887–900, 2012. [21] Özçelik, Y., Yılmazkaya, E., The effect of the Rock Anisotropy On the Efficiency of Diamond Wire, International Journal of Rock Mechanics & Mining Sciences, 48, 626–636, 2011. [22] Hawkins, A.C., Antenen, A.P., Johnson. G., The Diamond Wire Saw in Quarrying Granite and Marble, Dimensional Stone, 44-50, 1990. [23] Beckman, T.R., Hulick, R.M., Diamond Wire Sawing Speed Dam Project, Industrial Diamond Review, 6, 272-274, 1991. [24] Wright, N., Marble and Granite Quarries Turn to Diamond Wire, Stone World, 77-80, 1992. [25] Capuzzi, Q., Modern Technology and Machinery for Marble Quarrying, Benetti Machine Press, Roma, 1980. [26] Şişman, N., Urhan, S., Blok Mermer Üretiminde Kullanılan Tel kesme Yönteminin Gelişim ve Önemi, Madencilik Dergisi, 31, 35-39, 1992. [27] Kulaksız, S., Doğal Taş (mermer) İşletmeciliği ve İşletme Teknolojileri, Maden Mühendisleri Odası Yayını, Ankara, 2005. [28] Pellegrini, http://www.pellegrini.net/cataloghi/catalogo_Pentawire_05-2007 bis.pdf, Pentawire Multiwire Cutting Machine, (Haziran, 2013) [29] Primavori, P., Technological Developments and the State-of-the Art in Machinery and Installlations For Extracting and Processing Stone Materials, Marmomacchine Directory 2002, Associazione Italiana Marmomacchine, 40-197, 2002. [30] Kınaoğlu,A.,http://ahmetkinaoglu.com.tr/blok-mermer-ayirma-ve-ebatlama/, (Mart, 2018) [31] Sarıbıyık,M.http://content.Ims.sabis.sakarya.edu.tr/Uploads/66618/46059/5 kirilma.pdf, ( Mayıs 2018) [32] Whittaker, B.N., Singh, R.N., Sun, G., Rock Fracture Mechanics: Principles, Design and Applications, Elsevier, Amsterdam, 1992. [33] Anderson, T. Fracture mechanics: Fundamentals and Applications, CRC Press Inc., Florida, 1991. [34] Özdemir, A., Seramik Malzemelerin Kirilma Tokluğu Değerlerinin Üç Boyutlu Sonlu Elemanlar Yöntemi İle Teorik Olarak Belirlenmesi, Yüksek Lisans Tezi, Dokuz Eylül Üniversitesi Fen Bilimleri Enstitüsü, İzmir, 2006. [35] Alkılıçgil, Ç., Development Of A New Method For Mode I Fracture Toughness Test On Disc Type Rock Specimens, Yüksek Lisans Tezi ,The Graduate School of Natural and Applıed Scıences Mıddle East Technıcal Unıversıty, 2006. [36] Köksal, N., Ankara andeziti kırılma tokluğunun araştırılması, Türkiye Madencilik Bilimsel ve Teknik Kongresi Bildiriler Kitabı, 403-416, Ankara, 1991. [37] https://www.ned.org/EducationResources/FractureToughness(Mayıs,2018) [38] https://www.uobabylon.edu./eprints/publication_11_5633639.pdf, (Mayıs, 2018) [39] Alkılıçgil, Ç., Development Of Specimen Geometries For Mode I Fracture Toughness Testing With Disc Type Rock Specimens, Doctoral Dissertation, The Graduate School Of Natural And Applied Sciences Of Middle East Technical University, 2010. [40] Kuruppu, M. D., Ayatollahi, M. R., Chong, K. P., Funatsu, T., ISRM-Suggested Method for Determining the Mode I Static Fracture Toughness Using Semi-Circular Bend Specimen, Rock Mechanics and Rock Engineering, 47, 267-74, 2014. [41] Chong, K.P., Kuruppu, M.D., Kuszmaul, J.S., Fracture toughness determination of layered materials, Engng Fract Mech, 28, 43–54, 1987. [42] Iqbal, M.J., Mohanty, B., Experimental calibration of ISRM suggested fracture toughness measurement techniques in selected brittle rocks, Rock Mech. Rock Eng., 40, 453-75, 2007. [43] Fowell, R.J., Suggested method for determining mode I fracture toughness using cracked chevron notched Brazilian disc (CCNBD) specimens, Int. J. Rock Mech. Min. Sci. & Geomech. Abstr. 32, 1, 57-64, 1995. [44] Fowell, R.J., Xu, C., Dowd, P.A., An update on the fracture toughness testing methods related to the cracked chevron-notched Brazilian disk (CCNBD) specimen, Pure Appl Geophys, 163, 1047-57, 2006. [45] Zhou YX, Xia, K., Li, X.B., Li, H.B., Ma, W., Zhao, J. Suggested methods for determining the dynamic strength parameters and mode-I fracture toughness of rock materials, Int J Rock Mech Min, 49, 105-12, 2012. [46] Chong, K.P., Kuruppu, M.D., New specimen for fracture toughness determination of rock and other materials, Int J Fract, 26, 59–62, 1984. [47] Basham, K.D., Nonlinear fracture mechanics using semi-circular specimens and tension softening behavior, Ph.D. Dissertation , Dept. of Civil Eng.,The University of Wyoming, 1989. [48] Khan, K., Al-Shayea, A., Effect of Specimen Geometry and Testing Method on Mixed Mode I-II Fracture Toughness of a Limestone Rock from Saudi Arabia, Rock Mech. Rock Engng, 33, 176-206, 2000. [49] Het, K., Effects Of Geometrical Factors On Fracture Toughness Using Semi-Circular Bending Type Specimens, M.S. Thesis, The Graduate School Of Natural And Applied Sciences Of Middle East Technical University, 2008. | tr_TR |
| dc.identifier.uri | http://hdl.handle.net/11655/4577 | |
| dc.description.abstract | In this study, relationships between mode-І fracture toughness values of 6 different marbles (4 real marble, 2 limestone) selected from different natural stone quarries of Turkey and performance parameters of monowire cutting machine (monowire) and diamond wire cutting machine were analyzed. Semi-circular bending (SCB) test method was used in order to determine mode-І fracture toughness values. As performance parameters, unit wear and unit energy for the monowire cutting machine; unit wear and cutting speed for the diamond wire cutting machine were used. And beside that, the physico-mechanical properties of marbles were determined and relationships between these properties and both fracture toughness values and performance parameters were also investigated. With the help of the results obtained from these investigations, a logarithmic relationship with a coefficient of correlation of 0,91 between the fracture toughness and unit energy, which is the performance parameters of the monowire cutting machine, was determined. It was also found out that there is a linear relationship with a coefficient of correlation of 0,56 between the fracture toughness and unit wear, which is the other performance parameter of the monowire cutting machine. When the relationships between the performance parameters of diamond wire cutting machine and fracture toughness were examined, it was determined that there is a linear relationship with a coefficient of correlation of 0,54 with the unit wear; and an inverse linear relationship with a coefficient of correlation of 0,52 with cutting speed. It was found that there are relationships with high correlation coefficient between the mechanical properties of the marbles used in the study, which are shore hardness index, uniaxial compressive strength,indirect tension strength, bohme surface abrasion strength,fracture toughness and the performance parameters of diamond wire cutting machines. Similarly, meaningful relationships between fracture toughness and other mechanical properties were also obtained. Furthermore, relationships with low correlation coefficient between the performance parameters of the diamond wire cutting machines and the physical properties of the marbles were obtained except for the unit volume weight analysis. Likewise, the only meaningful correlation between fracture toughness and physical properties was obtained from the unit volume weight analysis. As a result, it has been demonstrated that the mode-І fracture toughness values can be used in reliably predicting the performance parameters of diamond wire cutting machines, which are increasingly used in the mining industry. | tr_TR |
| dc.description.tableofcontents | İÇİNDEKİLER ÖZET i ABSTRACT iii TEŞEKKÜR v İÇİNDEKİLER vi ÇİZELGELER DİZİNİ ix ŞEKİLLER DİZİNİ xi SİMGELER VE KISALTMALAR xv 1. GİRİŞ 1 1.1. Çalışmanın Amacı 2 1.2. Metodoloji 2 1.3. Tezin İçeriği 3 1.4. Literatür İncelemesi 4 2. ELMAS TELLİ KESME MAKİNELERİ 8 2.1. Elmas Telli Kesme Makineleri Çeşitleri 10 2.1.1. Tektelli Kesme Makineleri (Monoteller) 10 2.1.2. Çoklu Elmas Telli Kesme Makineleri 11 2.1.3. Raylı veya Tekerlekli Elmas Telli Kesme Makineleri 13 3. KIRILMA TOKLUĞU 14 3.1. Kırılma Mekaniği ve Gelişimi 14 3.1.1. Gerilme Şiddet Faktörü ve Kırılma Tokluğu 16 3.1.2. Lineer Elastik Kırılma Mekaniği ve Elastik Plastik Kırılma Mekaniği 17 3.1.3. Kırılma Türleri 18 3.1.4. Kırılma Mekaniğinin Kayaçlarda Uygulama Alanları 19 3.2. Kayaçların Tür-І Kırılma Tokluğu Deneyleri 19 3.3. Yarım-Dairesel Eğilme (SCB) Test Metodu 21 3.3.1. SCB Numunesi ve Deney Düzeniği 22 3.3.2. Kırılma Tokluğu Hesaplamaları 24 4. DENEYSEL ÇALIŞMALAR 26 4.1. Çalışmada Kullanılan Doğal Taşlar ve Hazırlık Çalışmaları 28 4.2. Doğal Taşların Fiziko-Mekanik Özelliklerinin Belirlenmesi 29 4.3. Doğal Taşların Tür-І Kırılma Tokluğu Değerlerinin Belirlenmesi 29 4.3.1. SCB Numunesinin Hazırlanması 29 4.3.2. Deney Düzeneğinin Kurulumu 33 4.3.3. SCB Numunesinin Kırıldıktan Sonraki Analizi 35 4.3.4. SCB Numunelerinin Geometrisi 37 4.4. Çalışmada Kullanılan Doğal Taşların Tür-І Kırılma Tokluğu Sonuçları 38 5. SONUÇLARIN DEĞERLENDİRİLMESİ 42 5.1. Elmas Telli Kesme Makinelerinin Performans Parametreleri 42 5.2. Tür-І Kırılma Tokluğu Değerleri ile Elmas Telli Kesme Makinelerinin Performans Parametreleri Arasındaki İlişkilerin Analizi 43 5.2.1. Tektelli Kesme Makinesinin Performans Parametreleri ile Tür-І Kırılma Tokluğu Arasındaki İlişkinin Analizi 43 5.2.2. Elmas Tel Kesme Makinesinin Performans Parametreleri ile Tür-І Kırılma Tokluğu Arasındaki İlişkinin Analizi 45 5.3. Tür-І Kırılma Tokluğu Değerleri ile Fiziko-Mekanik Özellikler Arasındaki İlişkilerin Analizi 47 5.3.1. Tür-І Kırılma Tokluğu Değerleri ile Diğer Mekanik Özellikler Arasındaki İlişkilerin Analizi 47 5.3.2. Tür-І Kırılma Tokluğu Değerleri ile Fiziksel Özellikler Arasındaki İlişkilerin Analizi 50 5.4. Elmas Telli Kesme Makinelerinin Performans Parametreleri ile Fiziko-Mekanik Özellikler Arasındaki İlişkilerin Analizi 52 5.4.1. Tektelli Kesme Makinesinin Performans Parametreleri ile Fiziko-Mekanik Özellikler Arasındaki İlişkilerin Analizi 52 5.4.2. Elmas Telli Kesme Makinesinin Performans Parametreleri ile Fiziko-Mekanik Özellikler Arasındaki İlişkilerin Analizi 61 6. SONUÇLAR VE ÖNERİLER 69 KAYNAKLAR 72 EKLER 77 ÖZGEÇMİŞ 90 | tr_TR |
| dc.language.iso | tur | tr_TR |
| dc.publisher | Fen Bilimleri Enstitüsü | tr_TR |
| dc.rights | info:eu-repo/semantics/openAccess | tr_TR |
| dc.subject | Kırılma Tokluğu | |
| dc.subject | Mermer | |
| dc.subject | Yarım Dairesel Eğilme | |
| dc.subject | Monotel | |
| dc.subject | Elmas Telli Kesme Makinesi | |
| dc.subject | Fiziko-Mekanik Özellikler | |
| dc.title | Bazı Türk Mermerlerinin Tür-І Kırılma Tokluğu İle Elmas Telli Kesme Makinelerinin Performansı Arasındaki İlişkilerin Analizi | tr_TR |
| dc.type | info:eu-repo/semantics/masterThesis | tr_TR |
| dc.description.ozet | Bu çalışmada, ülkemizin farklı doğal taş ocaklarından seçilen 6 farklı mermerin (4 hakiki mermer, 2 kireçtaşı) tür-І kırılma tokluğu değerleri ile tektelli kesme makinesi (monotel) ve elmas telli kesme makinesinin performans parametreleri arasındaki ilişkiler incelenmiştir. Tür-І kırılma tokluğu değerlerini belirlemek için yarım-dairesel eğilme (SCB) test metodu kullanılmıştır. Performans parametreleri olarak tektelli kesme makinesi için birim aşınma ve birim enerji, elmas telli kesme makinesi için ise kesim hızı ve birim aşınma değerleri kullanılmıştır. Ayrıca mermerlerin fiziko-mekanik özellikleri belirlenerek, bu özellikler ile kırılma tokluğu ve performans parametreleri arasındaki ilişkiler de araştırılmıştır. Yapılan çalışmalar sonucunda, kırılma tokluğu ile tektelli kesme makinesinin performans parametrelerinden birim enerji arasında R=0,91’lik logaritmik bir ilişki, birim aşınma ile arasında ise R=0,56’lık doğrusal bir ilişki tespit edilmiştir. Kırılma tokluğu ile elmas telli kesme makinesinin performans parametrelerinden birim aşınma arasında R=0,54’lık doğrusal, kesim hızı ile arasında ise ters yönlü R=0,52’lik doğrusal bir ilişki bulunmuştur. Çalışmada kullanılan mermerlerin mekanik özelliklerinden shore sertlik indeksi, tek eksenli basınç dayanımı, dolaylı çekme dayanımı, böhme yüzey aşınma dayanımı ve kırılma tokluğu ile elmas telli kesme makinelerinin performans parametreleri arasında yüksek korelasyon katsayıları elde edilmiştir. Benzer şekilde, kırılma tokluğu ile diğer mekanik özellikler arasında da anlamlı ilişkiler elde edilmiştir. Bununla birlikte, elmas telli kesme makinelerinin performans parametreleri ile mermerlerin fiziksel özellikleri arasında ise birim hacim ağırlık hariç diğerlerinde düşük korelasyon katsayıları elde edilmiştir. Ayrıca, kırılma tokluğu ile mermerlerin fiziksel özellikleri arasındaki tek anlamlı ilişki, birim hacim ağırlık ile elde edilmiştir. Sonuç olarak, tür-І kırılma tokluğu değerlerinin madencilik sektöründe kullanımı hızla artan elmas telli kesme makinelerinin performans parametrelerinin güvenilir olarak tahmin edilmesinde kullanılabileceği ortaya konulmuştur. | tr_TR |
| dc.contributor.department | Maden Mühendisliği | tr_TR |
