Geri Dön

Mathematical modeling of dislocation-fiber interactions in composite materials

Kompozit malzemelerde dislokasyon-fiber etkileşmesinin matematiksel olarak modellenmesi

  1. Tez No: 252097
  2. Yazar: HAYRİ SEZER
  3. Danışmanlar: PROF. DR. M. LÜTFİ ÖVEÇOĞLU
  4. Tez Türü: Yüksek Lisans
  5. Konular: Savunma ve Savunma Teknolojileri, Defense and Defense Technologies
  6. Anahtar Kelimeler: Belirtilmemiş.
  7. Yıl: 2009
  8. Dil: İngilizce
  9. Üniversite: İstanbul Teknik Üniversitesi
  10. Enstitü: Fen Bilimleri Enstitüsü
  11. Ana Bilim Dalı: Savunma Teknolojileri Ana Bilim Dalı
  12. Bilim Dalı: Malzeme ve İmalat Bilim Dalı
  13. Sayfa Sayısı: 79

Özet

Bu çalışmanın amacı, kompozit malzemelerde N adet ayrık kenar dislokasyonuna uygulanan kayma gerilmesi sonucu dislokasyonların fiber yüzeyine olan uzaklığını bulmaktır. Dislokasyonların fiber çapına olan uzaklıkları için Dundurs?ın bulmuş olduğu, dislokasyon-fiber geometrisinden yararlanılarak oluşturulmuş Airy fonksiyonunun elastik çözümü kullanıldı. Airy fonksiyonu öncelikle kartezyen koordinat sisteminde oluşturuldu. Daha sonra Airy fonksiyonu polar koordinat sisteminde yazıldı. Polar koordinat sisteminde yazılmış olan Airy fonksiyonu kullanılarak silindirik fiber yüzeyinde meydana gelen gerilme polar koordinatlarda hesaplandı. Elde edilen denklem boyutsuzlaştırılarak matematiksel bir denklem elde edildi. Elde edilen denklem çoklu dislokasyon sistemi için yeniden yazılarak genel bir denklem elde edildi. Bu denklem lineer olmayan karmaşık bir denklem olduğundan optimizasyon yöntemi uygulandı. N tane ayrık kenar dislokasyonu için N tane linear olmayan denklem vardır. Bu çalışma için genel bir kod yazıldı. Fakat 30 tane dislokasyon için optimizasyon işlemi yapıldı. Fiber kompozitlerde ayrık dislokasyonların yerleri (uygulanan bir gerilim altında fiber yüzeyine olan mesafeleri); uygulanan gerilme, fiber çapı, anafazın kayma gerilmesi ve fiber fazların kayma modülleri gibi parametrelere bağlıdır. Bu çalışmada iki önemli durum incelenecektir. Bunlardan birincisi kayma düzlemindeki kayma gerilmesi, uygulanan boyutsuz gerilmeye bağlı olarak incelenecektir. İkinci durumda ise kayma düzlemindeki kayma gerilmesi, elde edilen boyutsuz dislokasyon yığılma konumlarına bağlı olarak incelenecektir. Aynı zamanda, optimizasyon üç farklı kompozit, Al/Al2O3, Cu/WC ve Al/SiC, için uygulanacaktır.

Özet (Çeviri)

The aim of this study is to find positions of multiple edge dislocations in a pile-up against a circular/cylindrical interface. During computational procedure, the elasticity solution of Dundurs equation, which is a non linear equation, was utilized. Firstly, Airy function was obtained in cartesian coordinates, then it was calculated in polar coordinates to obtain stress function on cylindrical fiber surface for one edge dislocation against cylindrical fiber surface. For multiple edge dislocations, a general dimensionless mathematical function was obtained. An optimization procedure was applied for the solution of nonlinear equations. For multiple edge dislocations, there are multiple nonlinear equations. In this study, a general code was written for the solution of Dundurs equation and a specific case was investigated (in which number of dislocation was taken as 30). For 30 dislocations, 30 nonlinear equations had been optimized. The position of discrete dislocations in a fiber composite depends on some different parameters, such as applied stress, fiber radius, shear modulus of matrix and fiber phases?etc. Applied stress can be very important for dislocations positions. In this study, two very important cases will be investigated. Firstly, the effect of varying ?app/?1 (dimensionless applied stress) for tip shear stress and secondly the effect of changing microstructure, varying ? (dimensionless pile-up length) for tip shear stress will be investigated. In addition, the optimization will be applied for three different composites, Al/Al2O3, Cu/WC and Al/SiC.

Benzer Tezler

  1. Parçacık takviyeli metal matrisli karma malzemelerde bauschinger etkisinin sonlu elemanlar yöntemiyle incelenmesi

    Finite element method modelling of bacuschinger effect in particulate reinforced metal matrix composites

    MURAT ÇETREZ

    Yüksek Lisans

    Türkçe

    Türkçe

    1997

    Makine Mühendisliğiİstanbul Teknik Üniversitesi

    Makine Mühendisliği Ana Bilim Dalı

    PROF. DR. AHMET ARAN

  2. Klasik ve mikrogermeli ortam teorisiyle modellenen plaklarin caputo kesirli türevi yardimiyla nonlokal titreşim analizi

    Nonlocal vibration analysis of classic and microstretch plates with the help of caputo fractional derivative

    SONER AYDINLIK

    Doktora

    Türkçe

    Türkçe

    2020

    Matematikİstanbul Teknik Üniversitesi

    Matematik Mühendisliği Ana Bilim Dalı

    DOÇ. DR. AHMET KIRIŞ

  3. Harmonik basınç etkisindeki dairesel boşluklu yarım düzlem problemi

    Half plane problem with a circular hole under the effect of harmonic pressure

    MEHMET AKPINAR

    Yüksek Lisans

    Türkçe

    Türkçe

    2000

    İnşaat Mühendisliğiİstanbul Teknik Üniversitesi

    PROF.DR. HASAN ENGİN

  4. Mathematical modelling and computer simulation of internal friction spektrum associated with interaction of dislocations and foreing interstitial atoms

    Dislokasyonlar ile yabancı arayer atomları arasındaki etkileşime bağlı iç sürtünmenin matematik modellenmesi ve bilgisayar simülasyonu

    MEHMET RAUF GÜNGÖR

    Doktora

    İngilizce

    İngilizce

    1996

    Metalurji MühendisliğiOrta Doğu Teknik Üniversitesi

    Metalurji Eğitimi Ana Bilim Dalı

    PROF. DR. TARIK Ö. OĞURTANI