Design, modeling and numerical investigations of multi-scale materials
Çok ölçekli malzemelerin tasarımı, modellenmesi ve sayısal araştırmaları
- Tez No: 998274
- Danışmanlar: PROF. DR. FRANCESCO DELL'ISOLA
- Tez Türü: Doktora
- Konular: Mühendislik Bilimleri, Engineering Sciences
- Anahtar Kelimeler: Belirtilmemiş.
- Yıl: 2025
- Dil: İngilizce
- Üniversite: Unıversıta Deglı Studı de L Aquıla
- Enstitü: Yurtdışı Enstitü
- Ana Bilim Dalı: İnşaat Mühendisliği Ana Bilim Dalı
- Bilim Dalı: İnşaat Mühendisliği Bilim Dalı
- Sayfa Sayısı: Belirtilmemiş.
Özet
Mekanik metamalzemeler, çok ölçekli modelleme teknikleri kullanılarak mühendislik ve bilimsel araştırmalar için istenen davranışları sağlamak üzere tasarlanmıştır. Yeni teknolojik olanakların yaygınlaşması, mühendislik tasarımı ve mekanik test metodolojilerindeki ilerlemeleri vurgulamaktadır. Aslında, bu modelleme teknikleri, çeşitli malzemelerin karmaşıklığı olan mekanik metamalzemelerin araştırılmasında etkili bir rol oynamaktadır. Doğada bulunan malzemelerden ilham alan yenilenen metamalzeme türleri popüler bir kavram haline gelmektedir. Bu nedenle, karmaşık mikro yapıları üretmek ve iç yapısal desen katkısını ortaya çıkarmak için katkı üretimi, yani 3B baskı kullanılmaktadır. Polimerik veya metalik köpüklerdeki açık veya kapalı hücrelerle birlikte katkı üretimindeki katman-katman yaklaşımı, altta yatan uygulamalara göre uyarlanmış içsel bir mikro yapıyı içerir. Geliştirilen matematiksel modellerle, bu tür mimari malzemeleri homojenleştirerek olağanüstü malzeme tepkilerini belirlemek için daha yüksek mertebeden teoriler ve yaklaşımlar kullanılır. Aslında, yüksek hesaplama verimliliğine sahip klasik modeller ve süreçler, özellikle mikro yapının karakteristik uzunluğu yapının uzunluk ölçeğine kıyaslanabilir olduğunda, yeni yöntem ve ilkelere dayalı sistematik çerçevelerle değiştirilmektedir. Heterojen malzemelere uygulanan klasik homojenleştirme yaklaşımları ölçek ayrımının belirgin olduğu durumlar için uygun olsa da, etkili sürekliliğin uzunluk ölçeği malzemenin mikro yapısının karakteristik uzunluğuna yaklaştığında doğru olmamaktadır. Bu gibi durumlarda, daha yüksek gradyan teorileri, hem geometri hem de malzeme özellikleri açısından karmaşık yapıların çok ölçekli malzeme modellemesini sağlamak için kullanılabilir. Bu nedenle, mekanikte ikinci dereceden modelleme, gerinim-gradyan teorisinden kaynaklanan ek kurucu parametreleri incelemek ve belirlemek için kullanılır.
Özet (Çeviri)
Mechanical metamaterials are designed to provide desired behaviors for engineering and scientific researches using multi-scale modeling techniques. The proliferation of new technological facilities emphasize the advancements of engineering design and mechanical testing methodologies. As a matter of fact, these modeling techniques play an effective role in the investigation of complex of diverse materials, mechanical metamaterials. Renewed metamaterial types inspired by materials found in nature are becoming a popular concept. Therefore, additive manufacturing, namely 3D printing, is used to fabricate the complex microstructures and reveal internal structural pattern contribution. The layer-upon-layer approach in additive manufacturing, along with open or closed cells in polymeric or metallic foams, involves an intrinsic microstructure tailored to the underlying applications. With developed mathematical models, higher-order theories and approaches are utilized to identify extraordinary material responses by homogenizing such architectured materials. In fact, classical models and processes with high computational efficiency are being replaced by systematic frameworks based on new methods and principles, particularly when the microstructure's characteristic length is comparable to the length scale of the structure. While classical homogenization approaches applied to heterogeneous materials are suitable for cases where scale separation is evident, they fail to be accurate when the effective continuum's length scale approaches the characteristic length of the material's microstructure. In such cases, highergradient theories can be employed to enable multi-scale material modeling of complex structures, both in terms of geometry and material properties. Therefore, second-order modeling in mechanics is used to study and determine the additional constitutive parameters that arise from strain-gradient theory.
Benzer Tezler
- İksa sistemlerinde köşe etkisinin iki boyutlu ve üç boyutlu sonlu eleman analiz yöntemi ile karşılaştırmalı analizi
Comparative evaluation of corner effects in retaining structures based on 2D and 3D finite element analyses
BARKIN TORUN
Yüksek Lisans
Türkçe
2026
İnşaat Mühendisliğiİstanbul Teknik Üniversitesiİnşaat Mühendisliği Ana Bilim Dalı
DOÇ. DR. BERRAK TEYMÜR
- Yüksek yapılar için tasarlanan yeni tip bir yarı-aktif kontrollü sismik titreşim sönümleyicinin deneysel incelemesi ve sistem modeli
Experimental investigation and system modeling of a novel semi-active controlled seismic vibration damper designed for high-rise structures
SEFER ARDA SERBES
Doktora
Türkçe
2026
Makine Mühendisliğiİstanbul Teknik ÜniversitesiMakine Mühendisliği Ana Bilim Dalı
PROF. DR. TAHSİN ENGİN
- Experimental and numerical investigations of effect of a heat pipe in the metal hydride tank for the hydriding process
Metal hidrit tankında ısı borusunun hidrürleme işlemine etkisinin deneysel ve sayısal olarak incelenmesi
FAWZI ALI MOHAMED ELHAMSHRI
Doktora
İngilizce
2019
Makine MühendisliğiKarabük ÜniversitesiEnerji Sistemleri Mühendisliği Ana Bilim Dalı
DOÇ. DR. MUHAMMET KAYFECİ
- Seismic behaviour of historical stone masonry multi-leaf walls
Çok tabakalı tarihi taş yığma duvarların deprem yükleri altında davranışı
CEM DEMİR
Doktora
İngilizce
2012
İnşaat Mühendisliğiİstanbul Teknik Üniversitesiİnşaat Mühendisliği Ana Bilim Dalı
PROF. DR. ALPER İLKİ
- Analysis of microforming: Micromechanical and numerical aspects
Mikroşekillendirme analizi: Mikromekanik ve sayısal yönleri
EMRAH DEMİRCİ
Yüksek Lisans
İngilizce
2007
Makine MühendisliğiAtılım ÜniversitesiÜretim Mühendisliği Ana Bilim Dalı
PROF. DR. A. ERMAN TEKKAYA
ÖĞR. GÖR. CELAL SOYARSLAN