Geri Dön

Fiber takviyeli hiperelastik malzemeler için matematiksel bir model

A mathematical model for fiber reinforced hyperelastic materials

  1. Tez No: 184550
  2. Yazar: AHMET KABUL
  3. Danışmanlar: Y.DOÇ.DR. MELEK USAL
  4. Tez Türü: Yüksek Lisans
  5. Konular: Makine Mühendisliği, Mechanical Engineering
  6. Anahtar Kelimeler: Belirtilmemiş.
  7. Yıl: 2004
  8. Dil: Türkçe
  9. Üniversite: Süleyman Demirel Üniversitesi
  10. Enstitü: Fen Bilimleri Enstitüsü
  11. Ana Bilim Dalı: Makine Mühendisliği Ana Bilim Dalı
  12. Bilim Dalı: Belirtilmemiş.
  13. Sayfa Sayısı: 113

Özet

iiiÖZETHiperelastik malzemeler elastik malzemelerin bir alt sınıfını oluşturanmalzemelerdir. Genellikle elastik malzemelerin gerilme durumunun belirlenmesindeo andaki şekil değiştirmelerden başka etmenler de vardır. Hiperelastik malzemeleriçin bu etmenler ihmal edilir ve bundan dolayı hiperelastisite matematiksel birsoyutlama olarak nitelendirilebilir. Tek fiber ailesi ile takviye edilmiş hiperelastik birmalzemenin nonlineer davranışı modern sürekli ortamlar mekaniği çerçevesindesistematik olarak incelenmiştir. Mekaniğin denge kanunları ile tutarlı olantermodinamiğin birinci ve ikinci kanunlarının birleştirilmiş şekli, gerilmepotansiyelinin zamana göre maddesel türevi cinsinden ifade edilmiştir. Gerilmepotansiyelinin bağımsız değişkenleri, Green deformasyon tansörü ve fiber vektörüolarak belirlenmiştir.Maddesel ortamın esas yapısı itibariyle izotrop olduğu, fiber dağılımındankaynaklanan anizotropi özelliği gösterdiğide varsayılmıştır. Maddesel simetriaksiyomu kullanıldıktan sonra, uygulamalarda makul kabuller olarak görülen ortamınsıkışmazlığı ve fiber ailesinin uzamazlığı göz önüne alınarak gerilmeye ait bünyedenklemi bulunmuştur. Matris malzemenin izotrop olma özelliğini dikkate alıp,invaryantlar teorisini kullanarak fiber takviyeli hiperelastik bir malzemenin nonlineermekanik davranışını belirleyen bünye denklemi elde edilmiştir. Bu elde edilendenklemde gerilme potansiyelinin invaryantlarına göre türevinin somut olarakbelirlenmesi için Σ mevcut invaryantları cinsinden simetrik katsayılı ikinci derecedenbir polinomla temsil edilmiştir. Σ nın invaryantlarına göre türevlerinin hesabındadeformasyon tansörünün birinci ve ikinci merteben terimleri alınarak gerilmeninbünye denklemi maddesel ve uzaysal koordinatlarda somut bir şekilde ortayakonmuştur. Sonlu Elemanlar Metodu kullanılarak hiperelastik bir malzemenin kuvvetaltında gösterdiği yer değiştirme, gerilme ve gerinme sonuçları incelenmiştir.ANAHTAR KELİMELER: Bünye Denklemleri, Deformasyon, Gerilme,Hiperelastisite, İzotropi, Kompozit Malzemeler

Özet (Çeviri)

ivABSTRACTHyperelastic materials are elements that constitute a subclass of elastic materials. Ingeneral, when determining the stress state of an elastic material, there are somefactors in addition to deformation of that time. For hyperelastic materials, thesefactors can be ignored and therefore hyperelasticity can be described as amathematical idealization. In the frame of Modern Continuum Mechanics, nonlinearbehaviors of hyperelastic materials which are reinforced with a single family offibers are investigated. Balance Laws of Mechanics consistent with Second Law ofThermodynamics associated with First Law of Thermodynamics are expressed interms of time rate of stress potential. The independent variables of stress potential aredetermined as Green deformation tensor and fiber vector.It is assumed that, the matrix material is isotropic but it shows anisotropy propertydue to its fiber distribution. Using the material symmetry axioms and consideringincompressibility of medium and inextensibility of fiber family which are fairlymeaningful assumptions for the practical application; constitutive equation of stresswas obtained. Considering that the matrix material is isotropic and using theory ofinvariants, for determining the nonlinear mechanical behavior for the fiberreinforcement hyperelastic materials, constitutive equation was obtained. In thisequation, for determining the derivation stress potentials as a function of invariants,∑ was represented with a second degree polynomial with symmetrical coefficients interms of existing invariants. When estimating the derivatives of ∑ in terms of itsinvariants, constitutive equation of stress are determined in material and spatialcoordinates after taking first and second order terms of deformation tensor. UsingFinite Element Methods, a hyperelastic material under force is study solution ofdisplacement, stress and strain.KEYWORDS: Costitutive Equation, Deformation, Stress, Hyperelasticity, Isotropy,Composite Material

Benzer Tezler

  1. Sürekli fiber takviyeli kauçuk silindirlerin bası yükü altındaki mekanik davranışlarının deneysel ve sonlu elemanlar yöntemiyle incelenmesi

    Investigation of mechanical behaviour of continious fiber reinforced cylindirical rubbers under compression by experimental and finite element method

    TAHA İBRAHİM BALKI

    Yüksek Lisans

    Türkçe

    Türkçe

    2023

    Makine MühendisliğiSamsun Üniversitesi

    Makine Mühendisliği Ana Bilim Dalı

    PROF. DR. BAHATTİN KANBER

  2. Otomotiv endüstrisinde kullanılan fiber takviyeli kauçuk kompozitlerin sonlu elemanlar yöntemiyle üç boyutlu analizi

    Three dimensional analysis of fiber reinforced rubber composites in automotive industry by finite element method

    ALİ OSMAN GÜNEY

    Yüksek Lisans

    Türkçe

    Türkçe

    2017

    Makine MühendisliğiBursa Teknik Üniversitesi

    Makine Mühendisliği Ana Bilim Dalı

    PROF. DR. BAHATTİN KANBER

  3. Fiber takviyeli polimer donatıların betonarme çerçeve dayanımına etkisinin araştırılması

    A study of the influence on concrete frames strength reinforced with fiber reinforced polymer bars

    BATURHAN ŞOLPAN

    Yüksek Lisans

    Türkçe

    Türkçe

    2021

    İnşaat MühendisliğiEskişehir Osmangazi Üniversitesi

    İnşaat Mühendisliği Ana Bilim Dalı

    PROF. DR. EŞREF ÜNLÜOĞLU

  4. Hibrit kompozitlerin kırılma tokluğunun belirlenmesi

    Determination of fracture toughness of hybrid composite

    ŞAZİYE ARASAN

    Yüksek Lisans

    Türkçe

    Türkçe

    2014

    Makine MühendisliğiUşak Üniversitesi

    Makine Mühendisliği Ana Bilim Dalı

    DOÇ. DR. MEHMET AKTAŞ

  5. Improvement of interfacial toughness of layered composites by using electrostatic flocking technique

    Elektrostatik floklama tekniği kullanılarak katmanlı kompozitlerin arayüz tokluğunun geliştirilmesi

    MUSTAFA UTKU YILDIRIM

    Yüksek Lisans

    İngilizce

    İngilizce

    2021

    Makine MühendisliğiHacettepe Üniversitesi

    Makine Mühendisliği Ana Bilim Dalı

    PROF. DR. BORA MAVİŞ

    DOÇ. DR. ERHAN BAT