Elastoplastic damage and fracture analysis of ductile materials using an enhanced bond-based peridynamic formulation with the peridynamic differential operator
Peridinamik diferansiyel operatör ile geliştirilmiş bağ-tabanlı peridinamik formülasyon kullanılarak sünek malzemelerde elastoplastik hasar ve kırılma analizi
- Tez No: 1025340
- Danışmanlar: PROF. DR. MEHMET DÖRDÜNCÜ, PROF. DR. ALPER TAŞDEMİRCİ
- Tez Türü: Yüksek Lisans
- Konular: Makine Mühendisliği, Mechanical Engineering
- Anahtar Kelimeler: Malzeme davranışı, Mekanik analiz, Mekanik özellikler, Material behavior, Mechanical analysis, Mechanical properties
- Yıl: 2026
- Dil: İngilizce
- Üniversite: İzmir Yüksek Teknoloji Enstitüsü
- Enstitü: Lisansüstü Eğitim Enstitüsü
- Ana Bilim Dalı: Makine Mühendisliği Ana Bilim Dalı
- Bilim Dalı: Belirtilmemiş.
- Sayfa Sayısı: Belirtilmemiş.
Özet
Bu tez çalışmasında, sünek malzemelerde elastoplastik davranışın, hasar gelişiminin ve çatlak ilerlemesinin modellenmesi amacıyla Peridinamik Diferansiyel Operatör (PDDO) ile geliştirilmiş bağ-tabanlı peridinamik (BB-PD) bir formülasyon sunulmuştur. Önerilen yaklaşımda, PDDO aracılığıyla yeniden oluşturulan çok eksenli gerinim ve gerilme alanları elastik tepkinin belirlenmesinde kullanılmış, ardından bu tepki Neuber düzeltmesi yardımıyla elastoplastik tepkiye dönüştürülmüştür. Hasar gelişimi, ani bağ kopması yerine düzeltilmiş etkin PD bağ gerilmesine dayalı kademeli bir hasar modeliyle tanımlanmıştır. Geliştirilen model ile başlangıç çatlağı, delik ve çentik içeren numuneler de dâhil olmak üzere farklı geometriler, yükleme durumları ve sınır koşulları altında incelenmiştir. Elde edilen gerilme ve plastik gerinim alanları, hasar dağılımları, çatlak yolları ve reaksiyon kuvveti-yer değiştirme sonuçları deneysel veriler, sonlu eleman analizleri ve literatürdeki referans çözümlerle karşılaştırılmıştır. Yapılan karşılaştırmalar, önerilen formülasyonun hem kritik bölgelerdeki yerel elastoplastik tepkiyi hem de yükleme süreci boyunca genel yapısal davranışı başarılı biçimde temsil edebildiğini göstermiştir. Sonuçlar, önerilen PDDO ile geliştirilmiş elastoplastik BB-PD formülasyonunun monoton yükleme altındaki sünek kırılma problemlerini kararlı ve fiziksel olarak tutarlı bir biçimde modelleyebildiğini ortaya koymuştur.
Özet (Çeviri)
In this thesis, a bond-based peridynamic (BB-PD) formulation enhanced with the Peridynamic Differential Operator (PDDO) is presented to model elastoplastic behavior, damage evolution, and crack propagation in ductile materials. In the proposed approach, the multiaxial strain and stress fields reconstructed through the PDDO are used to determine the elastic response, which is subsequently converted into an elastoplastic response using Neuber's correction. Damage evolution is described through a gradual damage model based on the corrected effective PD bond stress rather than sudden bond failure. The developed model is examined under different geometries, loading cases, and boundary conditions, including specimens containing initial cracks, holes, and notches. The obtained stress and plastic-strain fields, damage distributions, crack paths, and reaction force-displacement results are compared with experimental data, finite element analyses, and reference solutions from the literature. The comparisons show that the proposed formulation can successfully capture both the local elastoplastic response around critical regions and the overall structural behavior throughout the loading process. The results demonstrate that the proposed PDDO-enhanced elastoplastic BB-PD formulation can represent ductile fracture problems under monotonic loading in a stable and physically consistent manner.
Benzer Tezler
- Al-Sic metal matrisli karma malzemelerinin deformasyon davranışının sonlu elemanlar yöntemi ile parametrik analizi
Başlık çevirisi yok
ŞAFAK YILMAZ
- Dynamic behavior of functionally graded plates under impact loads: Mechanical characterization, impact tests, and numerical modeling
Fonksiyonel derecelendirilmiş plakaların çarpma yükleri altında dinamik davranışları: Mekanik karakterizasyon, çarpma testleri ve sayısal modelleme
KEMAL ARSLAN
Doktora
İngilizce
2022
Makine MühendisliğiErciyes ÜniversitesiMakine Mühendisliği Ana Bilim Dalı
PROF. DR. RECEP GÜNEŞ
- Ductile failure analysis during backward flow forming processes
Geri yönlü akıtarak sıvama süreçlerinde sünek kırılma analizi
HANDE VURAL
Yüksek Lisans
İngilizce
2024
Havacılık ve Uzay MühendisliğiOrta Doğu Teknik ÜniversitesiHavacılık ve Uzay Mühendisliği Ana Bilim Dalı
DOÇ. DR. TUNCAY YALÇINKAYA
- Mevcut betonarme binaların burkulması önlenmiş çaprazlar (BÖÇ) ile davranış kontrollü güçlendirilmesi
Response control retrofit of existing RC buildings using buckling restrained braces (BRB)
AHMET BAL
Doktora
Türkçe
2022
İnşaat Mühendisliğiİstanbul Teknik Üniversitesiİnşaat Mühendisliği Ana Bilim Dalı
PROF. DR. OĞUZ CEM ÇELİK
- Çift ok uçlu ökzetik çekirdeğe sahip sandviç yapıların darbe davranışının incelenmesi
Investigation of the impact behavior of sandwich structure with double arrowhead auxetic core
UĞUR KAYACAN
Yüksek Lisans
Türkçe
2024
Havacılık ve Uzay Mühendisliğiİstanbul Teknik ÜniversitesiUçak ve Uzay Mühendisliği Ana Bilim Dalı
PROF. DR. HALİT SÜLEYMAN TÜRKMEN
DR. KADİR GÜNAYDIN