Fracture mechanics analysis of shape memory alloys using finite elements
Şekil hafızalı alaşımların kırılma mekaniğinin sonlu elemanlar yöntemi ile incelenmesi
- Tez No: 252582
- Danışmanlar: PROF. DR. GÜNAY ANLAŞ
- Tez Türü: Yüksek Lisans
- Konular: Makine Mühendisliği, Mühendislik Bilimleri, Mechanical Engineering, Engineering Sciences
- Anahtar Kelimeler: Belirtilmemiş.
- Yıl: 2009
- Dil: İngilizce
- Üniversite: Boğaziçi Üniversitesi
- Enstitü: Fen Bilimleri Enstitüsü
- Ana Bilim Dalı: Makine Mühendisliği Ana Bilim Dalı
- Bilim Dalı: Belirtilmemiş.
- Sayfa Sayısı: 121
Özet
Bu çalışmanın amacı, süperelastik Şekil Hafızalı Alaşımlardan biri olan Nitinoldeki (NiTi) faz transformasyonunu ve bunun kırılma mekaniği açısından etkilerini sonlu elemanlar yöntemi ile incelemektir. Bu bağlamda öncelikle, 2 boyutlu kenar çatlaklı homojen plakalar ABAQUSte modellenmiştir. Oluşturulan modeli ve kullanılan tekniği doğrulamak amacı ile, Mod-I yükleme altında gerilim şiddet çarpanları hesaplanmış ve literatürdeki sonuçlarla karşılaştırılmıştır. Aynı analizler, düzlem gerilme altındaki 2 boyutlu kenar çatlaklı Nitinol plakalar için de gerçekleştirilmiştir. Malzeme özellikleri ABAQUS içerisinde yerleşik olarak bulunan UMAT/Nitinol isimli bir alt program ile tanımlanmıştır. Çatlak etrafındaki faz transformasyonu farklı çatlak uzunlukları için çeşitli yüklemeler altında incelenmiştir. J-integrali değerleri, enerji salınım oranları ve gerilim şiddet çarpanları hesaplanmıştır. Malzeme özelliklerinin etkisini görmek amacıyla analizler dört farklı koşulda yinelenerek parametrik bir çalışma gerçekleştirilmiştir. Ek olarak merkez çatlaklı nitinol plakalarda benzer analizler yinelenmiş, gerilim şiddet çarpanları hesaplanmıştır. Elde edilen sonuçlar, literatürdeki tek kapalı-form sonuçla karşılaştırılmıştır. Son olarak faz transformasyonunun ve bunun sonucunda çatlak ucunda olusan hacimsel gerinimin malzemenin kırılma tokluğu üzerine olan etkisi tartışılmıştır.
Özet (Çeviri)
The objective of this work is to study phase transformation and its effects onmacroscopic fracture behavior of superelastic shape memory alloy, Nitinol, using finiteelements. For this purpose, A 2-D edge-cracked homogenous plate is modeled usingABAQUS, stress intensity factors under Mode-I loading are calculated and compared toresults available in literature to verify the model and the technique used. Same analysesare performed for a 2-D edge-cracked SMA plate under plane stress conditions andUMAT/Nitinol subroutine is used to define material properties. Phase transformationzones around crack tip are investigated for different applied loads and for different cracklengths. J-integrals, energy release rates and stress intensity factors are calculated. Tosee the effects of material properties, a parametric study is carried out and four differentcases are presented. Stress intensity factors are also calculated for a center-crackedspecimen and the results are compared to the only closed-form solution available inliterature. The effect of volumetric strain on fracture toughness and change in fracturetoughness as a result of phase transformation are discussed in detail.
Benzer Tezler
- Transformation induced crack closure and fatigue life analysis of shape memory alloys using finite elements
Şekil hafızalı alaşımlarda faz dönüşümü ve yorulma çatlağı ilerlemesi ilişkisinin sonlu elemanlar yöntemiyle analizi
NADİR CAN ALTAN
Yüksek Lisans
İngilizce
2009
Makine MühendisliğiBoğaziçi ÜniversitesiMakine Mühendisliği Ana Bilim Dalı
PROF. DR. GÜNAY ANLAŞ
- Experimental investigation of the effect of phase transformation on fracture parameters of NiTi shape memory alloy
NiTi şekil hafızalı alaşımında faz dönüşümünün kırılma parametreleri üzerine etkisinin deneysel olarak incelenmesi
BEHROUZ HAGHGOUYAN
Yüksek Lisans
İngilizce
2013
Makine MühendisliğiBoğaziçi ÜniversitesiMakine Mühendisliği Ana Bilim Dalı
PROF. DR. GÜNAY ANLAŞ
- Theoretical and numerical analysis of fracture of shape memory alloys
Şekil hafızalı alaşımların kırılmasının teorik ve numerik analizi
İBRAHİM SELÇUK HAZAR
Doktora
İngilizce
2014
Makine MühendisliğiBoğaziçi ÜniversitesiMakine Mühendisliği Ana Bilim Dalı
PROF. DR. GÜNAY ANLAŞ
PROF. DR. ZİAD MOUMNİ
- Influence of pre-rolling process on the microstructure, mechanical and shape memory properties of Cu-Al-Ni shape memory alloys
Başlık çevirisi yok
MOHAMMED RIYADH ABDULAMEER AL-MAHDI
Yüksek Lisans
İngilizce
2022
Metalurji MühendisliğiKarabük ÜniversitesiMetalurji ve Malzeme Mühendisliği Ana Bilim Dalı
PROF. DR. HAYRETTİN AHLATCI
DOÇ. DR. SAFAA N.SAUD AL HUMAIRI
- Yüksek sıcaklık, yaşlandırma ve kriyojenik koşulların nikel-titanyum şekil hafızalı alaşımların mekanik özelliklerine ve faz dönüşüm sıcaklıklarına etkisi
The effect of high temperature, aging and cryogenic conditions on mechanical properties and phase transformation temperatures of nickel-titanium shape memory alloys
SEDAT GÜVEN
Yüksek Lisans
Türkçe
2020
Makine MühendisliğiKarabük ÜniversitesiMakine Mühendisliği Ana Bilim Dalı
PROF. DR. HASAN GÖKKAYA