Homogenization of composites embedding general imperfect interfaces
Genel kusurlu arayüz konulması ile kompozitlerin türdeşleştirilmesi
- Tez No: 553528
- Danışmanlar: Assist. Prof. Dr. ALI JAVILI
- Tez Türü: Yüksek Lisans
- Konular: Makine Mühendisliği, Mechanical Engineering
- Anahtar Kelimeler: Belirtilmemiş.
- Yıl: 2019
- Dil: İngilizce
- Üniversite: İhsan Doğramacı Bilkent Üniversitesi
- Enstitü: Mühendislik ve Fen Bilimleri Enstitüsü
- Ana Bilim Dalı: Makine Mühendisliği Ana Bilim Dalı
- Bilim Dalı: Belirtilmemiş.
- Sayfa Sayısı: Belirtilmemiş.
Özet
Bu çalışmanın amacı, bileşenleri arasına bir genel arayüz koyarak kompozit malzemelerin bir bütün olarak davranışları üzerine sistematik bir çalışma sunmaktır. Sıfır-kalınlıklı arayüz modeli bileşenler arasındaki sonlu-kalınlıklı bir arayüzü temsil etmektedir. Genel arayüz modeli, birleştirici veya elastik arayüz modellerinin aksine hem yerdeğişim, hem de çekiş süreksizliğine izin veren bir arayüz modelidir. İlk olarak, birçok farklı temsili hacim ögesinin ve sınır koşullarının, kompozit malzemelerin bir bütün olarak davranışları üzerindeki etkisini inceleme amacıyla türdeşleştirme üzerine kapsamlı bir çalışma yapılmıştır. Daha sonra, türdeşleştirme çerçevesi arayüzleri dahil etmek üzere genişletilmiş, bu sayede iri parçacıklı ve fiber kompozitlerdeki boyut etkileri de yakalanmıştır. Kompozitlerin, bir bütün olarak boyuta bağlı tepkisini belirleyebilmek için iki yeni analitik yaklaşım geliştirilmiştir. Birinci yaklaşım, kompozit küre bir araya getirilmesi, kompozit silindir bir araya getirilmesi ve genel istikrarlı metodu ileri taşıyarak, kompozitlerin makroskopik özellikleri için tahminler ve sınırlar elde edilmesini sağlamıştır. İkinci yaklaşımda ise sadece bütün üzerinde etki eden özellikleri belirlemekle beraber, aynı zamanda arayüz dahil maddenin her fazında gerilme ve gerinim durumlarını tespit eden Mori–Tanaka metodu genelleştirilmiştir. İleri sürülen analitik sonuçlar, sonlu eleman metodunun kullanıldığı bir dizi numerik örnek ile detaylı bir şekilde doğrulanmıştır.
Özet (Çeviri)
The objective of this work is to present a systematic study on the overall behavior of composites embedding general interfaces between the constituents. The zero-thickness interface model represents a finite-thickness interphase between the constituents. The term general interface refers to an interface model that allows for both displacement and traction jumps, unlike cohesive or elastic interface models. To set the stage, a comprehensive study on homogenization is carried out to examine the effects of various representative volume elements (RVE) and boundary conditions on the overall response of composites. Next, we extend the homogenization framework to account for interfaces hence, capturing size effects in both particulate and fiber composites. Two new analytical approaches are developed to determine the overall size-dependent response of composites. The first approach extends the composite sphere assemblage (CSA), composite cylinder assemblage (CCA) and the generalized self-consistent method (GSCM) resulting in bounds and estimates on the macroscopic properties of composites. In the second approach, we generalize the Mori--Tanaka method that not only determines the effective properties but also provides the state of the stress and strain in each phase of the medium including the interface. The proposed analytical results are thoroughly verified via a series of numerical examples using the finite element method.
Benzer Tezler
- Investigation of CNT smart paint for structural health monitoring in advanced and nano-enhanced carbon fiber composites
Gelişmiş ve nano takviyeli kompozit malzemeler için karbon nanotüp içerikli akıllı boyanın yapısal sağlık izleme için geliştirilmesi
YAĞMUR ATEŞCAN
Yüksek Lisans
İngilizce
2015
Uçak Mühendisliğiİstanbul Teknik ÜniversitesiUçak ve Uzay Mühendisliği Ana Bilim Dalı
YRD. DOÇ. HÜLYA CEBECİ
- A two-step computational homogenization approach for determination of elastic constants of hybrid composites
İki basamaklı hesaplamalı homojenleştirme yaklaşımı kullanarak hibrit kompozitlerin elastik sabitlerinin saptanması
MUSA BATIR
Yüksek Lisans
İngilizce
2023
Mühendislik BilimleriOrta Doğu Teknik ÜniversitesiHavacılık ve Uzay Mühendisliği Ana Bilim Dalı
DOÇ. DR. ERCAN GÜRSES
- Progressive failure analysis of unidirectional composites through mean-field homogenization and mixed-mode phase field fracture approach
Ortalama alan homojenizasyonu ve faz-alan kırılma yaklaşımı yoluyla tek yönlü kompozitlerin ilerlemeli hata analizi
MERT ATASOY
Doktora
İngilizce
2024
Havacılık ve Uzay MühendisliğiOrta Doğu Teknik ÜniversitesiHavacılık ve Uzay Mühendisliği Ana Bilim Dalı
PROF. DR. ALTAN KAYRAN
- Development of predictive models based on mean field homogenization method for filament-wound composites
Filament sargılı kompozitler için ortalama alan homojenizasyonu yöntemi bazlı tahminsel modeller geliştirilmesi
ERKİN BARIŞ GÜNGÖR
Yüksek Lisans
İngilizce
2026
Makine MühendisliğiHacettepe ÜniversitesiMakine Mühendisliği Ana Bilim Dalı
PROF. DR. BARIŞ SABUNCUOĞLU
DOÇ. DR. HAMİT TEKİN
- Numerical calculation of homogenized properties of piezoelectric composites
Piezoelektrik kompozitlerin homojenleştirilmiş özelliklerinin sayısal olarak hesaplanması
MUSTAFA KURT
Yüksek Lisans
İngilizce
2022
Havacılık ve Uzay MühendisliğiOrta Doğu Teknik ÜniversitesiHavacılık ve Uzay Mühendisliği Ana Bilim Dalı
DOÇ. DR. ERCAN GÜRSES