Peridynamic modelling of internal features and interfaces for material toughening
Başlık çevirisi mevcut değil.
- Tez No: 658438
- Danışmanlar: DR. ÖĞR. ÜYESİ ADNAN KEFAL
- Tez Türü: Yüksek Lisans
- Konular: Mühendislik Bilimleri, Engineering Sciences
- Anahtar Kelimeler: Belirtilmemiş.
- Yıl: 2020
- Dil: İngilizce
- Üniversite: Sabancı Üniversitesi
- Enstitü: Mühendislik ve Fen Bilimleri Enstitüsü
- Ana Bilim Dalı: Malzeme Bilimi ve Nanomühendislik Ana Bilim Dalı
- Bilim Dalı: Belirtilmemiş.
- Sayfa Sayısı: Belirtilmemiş.
Özet
Metaller ve seramikler, yüksek sertlik/ağırlık oranı ve tasarım esnekliği nedeniyle denizcilik, havacılık ve yapı mühendisliğinde yaygın olarak kullanılan iki malzeme çeşididir. Bununla birlikte, mikro/makro çatlakların oluşumuna karşı dirençsizlikleri, potansiyellerini ve kritik mühendislik uygulamaları için kullanımlarını sınırlar. Metallerin ve seramiğin çatlak oluşumuna karşı özelliklerinin geliştirmesinin bir yolu ise malzemeye yerel zayıf bölgelerinin yerleştirilmesidir. Buna ek olarak, bu tür komplike ortamların sayısal analizi, çoklu ara yüzlerin, süreksizliklerin ve faz değişikliklerinin eşzamanlı etkileşimleri nedeniyle oldukça zor hale gelir. Bu nedenle, bu çalışma, farklı yerel zayıf bölgelerin çatlak davranışı ve malzemenin genel dayanıklılığı üzerindeki etkilerini sistematik olarak analiz etmeyi amaçlamaktadır. Bu çalışmanın içeriği, arayüzlerin hassas modellenmesi için geliştirilmiş bir peridinamik formülasyonu ile iki makalede değerlendirilmiştir. İlk makalede, homojen malzemelerde durdurma deliklerinin çatlak dinamiği üzerindeki etkileri, geleneksel peridinamik kullanılarak analiz edilmiştir. Çeşitli durdurma deliği kombinasyonları, sertleştirme etkileri karşılaştırılarak çekme ve kesme yükleri altında analiz edilmiştir. İkinci makalede ise, baskınlık oranı parametresi tanıtılarak, çoklu malzemeli ortamlarda, yani fonksiyonel olarak kademelendirilmiş malzemelerdeki arayüz ve çoklu ölçekli etkiler dikkate alınarak geliştirilmiş bir peridinamik formülasyonu önerilmiştir. Genel olarak, bu çalışma, malzeme özelliklerindeki keskin geçişlerin modellenmesinin yanı sıra farklı malzemeler için sayısal olarak doğrulanmış yeni sertleştirme mekanizmalarını öneren yeni bir peridinamik metodolojisini sunmak açısından mevcut literatür durumuna benzersiz bir katkı sağlamaktadır.
Özet (Çeviri)
Metals and ceramics are the two widely used materials in naval, aerospace, and structural engineering due to their high stiffness/weight ratio and design flexibility. However, their vulnerability to the occurrence of micro/macro cracks limits their potential and usage for the critical engineering applications. One way to improve the capabilities of metals and ceramics against crack occurrences is the implantation of the local weak zones into the material. Nevertheless, numerical analysis of such domains become quite challenging due to the simultaneous interactions of multiple interfaces, discontinuities, and phase changes. This study aims to systematically analyze the effects of different local weak zones on the behavior of the crack and the global toughness of homogeneous and graded materials. The realms of this thesis are assessed in two articles with an improved peridynamic formulation for precise modeling of interfaces. In the first paper, traditional peridynamic formulation is used to simulate the effects of the shape and locations of stop-holes on crack dynamics in homogeneous materials. Various combinations of stop-holes are analyzed under tensile and shear loadings while comparing their toughening effects. In the second paper, an improved formulation of peridynamic is proposed for graded composites by considering the interface and multiscale effects, through introducing the dominancy rate parameter. Overall, this study provides a unique contribution to the existing state of the art in terms of proposing a novel peridynamic methodology which can handle modelling of sharp transitions in material properties as well as suggesting numerically validated new toughening configurations for different materialsç
Benzer Tezler
- Esnek üretim sistemleri için bir etkin üretim denetleme modeli
An Effective supervisory control model for flexible manufacturing systems
BAHAR KORKUSUZ
Doktora
Türkçe
1989
Endüstri ve Endüstri Mühendisliğiİstanbul Teknik ÜniversitesiPROF.DR. GÖNÜL YENERSOY
- Doğru akım makinasının optimal kontrolu
Optimal control of a separately excited DC machine
H.BORA KARAYAKA
Yüksek Lisans
Türkçe
1990
Elektrik ve Elektronik Mühendisliğiİstanbul Teknik ÜniversitesiPROF.DR. TAMER KUTMAN
- Aktif tüm-geçiren anahtarlı kapasite filtrelerinin kaskad kafes yapılarla gerçeklenmesi
Cascaded lattice realization of active all-pass switched capacitor filters
DOĞAN ALKAN
Yüksek Lisans
Türkçe
1991
Elektrik ve Elektronik Mühendisliğiİstanbul Teknik ÜniversitesiPROF.DR. CEVDET ACAR