Three dimensional mixed mode fracture analysis of functionally graded materials
Fonksiyonel derecelendirilmiş kaplamaların üç boyutlu karışık mod kırılma analizi
- Tez No: 201703
- Danışmanlar: YRD. DOÇ. DR. SERKAN DAĞ, DOÇ. DR. BORA YILDIRIM
- Tez Türü: Yüksek Lisans
- Konular: Havacılık ve Uzay Mühendisliği, Makine Mühendisliği, Seramik Mühendisliği, Aeronautical Engineering, Mechanical Engineering, Ceramic Engineering
- Anahtar Kelimeler: FDM kaplamalar, yarı-eliptik eğik yüzey çatlağı, yer değiştirme korelasyon tekniği, karışık mod gerilme şiddeti çarpanları, enerji salınım oranı, Gerilme şiddeti faktörleri, Kırılma mekaniği, Yüzey çatlağı, Çatlak analizi, FGM coatings, semi?elliptical inclined surface crack, displacement correlation technique, mixed mode stress intensity factors, energy release rate, Stress intensity factors, Fracture mechanics, Surface crack, Crack analysis
- Yıl: 2007
- Dil: İngilizce
- Üniversite: Orta Doğu Teknik Üniversitesi
- Enstitü: Fen Bilimleri Enstitüsü
- Ana Bilim Dalı: Makine Mühendisliği Ana Bilim Dalı
- Bilim Dalı: Belirtilmemiş.
- Sayfa Sayısı: Belirtilmemiş.
Özet
Bu çalışmanın başlıca amacı, homojen taban malzemesine bir birleştirici kaplama malzemesiyle bağlı olan Fonksiyonel Derecelendirilmiş Malzeme (FDM) kaplamasındaki üç boyutlu eğik yarı-eliptik yüzey çatlağının modellenmesi ve incelenmesidir. FDM kaplamasındaki parametrik analizler, nikel tabanlı süper alaşıma bağlı bulunan FDM kaplamasının bir ZrO2-%8 ağ.-Y2O3 tabakası olduğu esas alınarak gerçekleştirilmiştir. FDM kaplaması ve taban malzemesi arasında nikel-krominyum-aluminyum-zirkonyum (NiCrAlY) birleştirici kaplamanın olduğu varsayılmıştır. Analizlerde zengin metal, doğrusal değişimli, zengin seramik ve homojen seramik FDM kaplama tipleri dikkate alınmıştır. FDM kaplaması- birleştirici kaplama- taban malzemesi sisteminde bulunan eğik yarıeliptik yüzey çatlağı problemi, zamana bağlı ısıl yükleme altında incelenmiştir. Bu problem, üç boyutlu sonlu elemanlar kullanılarak modellenmiş ve incelenmiştir. 20 düğümlü çeyrek noktalı elemanlar kullanılarak çatlak çevresindeki gerinim tekilliği benzetilmiştir. Üç boyutlu yer değiştirme korelasyon tekniği kullanılarak çatlak çevresindeki karışık mod gerilme şiddeti çarpanları, yarı-eliptik yüzey çatlağının değişik eğik açıları için elde edilmiştir. Elde edilen karışık mod gerilme şiddeti çarpanları kullanılarak, çatlak çevresindeki enerji salınım oranları da hesaplanmıştır. Bu çalışmada elde edilen sonuçlar, zamana bağlı ısıl yüklemeye maruz bırakılmış olan kompozit malzemedeki FDM kaplamasında bulunan yarıeliptik yüzey çatlağının değişik eğik açıları için çatlak çevresindeki karışık mod gerilme şiddeti çarpanları ve enerji salınım oranlarının aldığı en yüksek değerlerdir.
Özet (Çeviri)
The main objective of this study is to model and analyze a three dimensional inclined semi-elliptic surface crack in a Functionally Graded Material (FGM) coating bonded to a homogeneous substrate with a bond coat. The parametric analyses on FGMs are based upon zirconia-yttria (ZrO2-8wt%-Y2O3) FGM coating bonded to a substrate made of a nickel-based superalloy. It is assumed that there is a nickel-chromium?aluminum?zirconium (NiCrAlY) bond coat between the FGM coating and substrate. Metal-rich, linear variation, ceramic-rich and homogeneous ceramic FGM coating types are considered in the analyses. The inclined semi-elliptic surface crack problem in the FGM coating-bond coatsubstrate system is analyzed under transient thermal loading. This problem is modeled and analyzed by utilizing three dimensional finite elements. Strain singularity around the crack front is simulated using collapsed 20 ? node quarter ? point brick elements. Three ? dimensional displacement correlation technique is utilized to extract the mixed mode stress intensity factors around the crack front for different inclination angles of the semi-elliptic surface crack. The energy release rates around the crack front are also calculated by using the evaluated mixed mode stress intensity factors. The results obtained in this study are the peak values of mixed mode stress intensity factors and energy release rates around the crack front for various inclination angles of the semi-elliptic surface crack embedded in the FGM coating of the composite structure subjected to transient thermal loading.
Benzer Tezler
- Karışık mod yük altında bulunan elastik-plastik malzemelerin üç boyutlu kırılma davranışları için yöntem ve ilgili kriterlerin geliştirilmesi
Development of methods and related criteria for the three-dimensional fracture behavior of elastic-plastic materials under mixed mode loading
EMRE KURT
Doktora
Türkçe
2024
Makine MühendisliğiSakarya ÜniversitesiMakine Mühendisliği Ana Bilim Dalı
PROF. DR. ALİ OSMAN AYHAN
- Eksenel gerilme, eğilme ve burulma yüklerine maruz katı silindirik yapılarda dönmüş yüzey çatlaklarının karışık mod kırılma analizleri
Mixed mode fracture analyses of deflected surface cracks in solid cylindrical structures under tension, bending and torsion loads
ÇAĞATAY ORHUN ORAL
Yüksek Lisans
Türkçe
2023
Makine MühendisliğiSakarya ÜniversitesiMakine Mühendisliği Ana Bilim Dalı
PROF. DR. ALİ OSMAN AYHAN
- Eksenel gerilmeye maruz içi boş silindirik yapılarda dönmüş dış yüzey çatlaklarının karışık mod kırılma analizleri
Mixed mode fracture analyses of deflected external surface cracks in hollow cylindrical structures under tension loading
METE YILDIRIM
Yüksek Lisans
Türkçe
2023
Makine MühendisliğiSakarya ÜniversitesiMakine Mühendisliği Ana Bilim Dalı
PROF. DR. ALİ OSMAN AYHAN
- Nükleer reaktör basınç kabı nozulundaki köşe çatlaklarının karışık mod kırılma analizleri
Mixed mode fracture analyses for corner cracks in nuclear reactor pressure vessel
ABDURREZZAK BOZ
Yüksek Lisans
Türkçe
2022
Makine MühendisliğiBilecik Şeyh Edebali ÜniversitesiMakine Mühendisliği Ana Bilim Dalı
DOÇ. DR. OĞUZHAN DEMİR
- Stress and fracture analysis of riveted joints
Perçinli bağlantıların gerilim ve kırılma analizi
GALİP KEÇELİOĞLU
Yüksek Lisans
İngilizce
2008
Makine MühendisliğiOrta Doğu Teknik ÜniversitesiMakine Mühendisliği Bölümü
DOÇ. DR. SERKAN DAĞ