Experimental and computational investigation of crack growth along curved interfaces
Eğimli arayüzlerdeki çatlak ilerlemesinin deneysel ve sayısal incelenmesi
- Tez No: 338454
- Danışmanlar: DOÇ. DR. DEMİRKAN ÇÖKER
- Tez Türü: Yüksek Lisans
- Konular: Havacılık Mühendisliği, Makine Mühendisliği, Metalurji Mühendisliği, Aeronautical Engineering, Mechanical Engineering, Metallurgical Engineering
- Anahtar Kelimeler: Belirtilmemiş.
- Yıl: 2013
- Dil: İngilizce
- Üniversite: Orta Doğu Teknik Üniversitesi
- Enstitü: Fen Bilimleri Enstitüsü
- Ana Bilim Dalı: Havacılık Mühendisliği Ana Bilim Dalı
- Bilim Dalı: Belirtilmemiş.
- Sayfa Sayısı: 101
Özet
Bu çalışmada eğimli zayıf arayüzlerdeki çatlak ilerlemesi deneysel ve sayısal olarak incelenmiştir. İlk olarak, eğimli kompozit katmanlarında eksenel yükleme altında meydana gelen katmanların ayrılması sayısal olarak çalışılmıştır. Eğimli kompozit katmanlarda katmanların ayrılması yapışkan alan metodu ile birlikte açık sonlu elemanlar analizi kullanılarak modellenmiştir. Katman ayrılması ilerlemesinin yüksek derecede dinamik olduğu ve ilk ayrılmasının ilerlemesi ile çatlak ilerleme hızının katman kalınğının artması ve ilk çatlak uzunluğunun kısalmasıyla kompozit malzemedeki Rayleigh dalga hızına ulaştığı gözlenmiştir. İkinci gözlem ise ilk çatlak uzunluğuna ve katman kalınlığına bağlı olarak ikinci katman ayrılmasının kol bölgesinde gözlenmesidir. İkinci olarak, eğimli kompozit katmanlarda kesme yükü altında meydana gelen katman ayrılması deneysel olarak çalışılmıştır. Dinamik katman ayrılması ilerlemesi yüksek hızlı kamera kullanılarak görüntülenmiştir. Çatlak ilerleme hızının kesme dalgası hızına ulaştığı ve ilk çatlak uzunluğundaki artışın çatlak ilerleme kararlılığını kararsızdan kararlıya çevirdiği gözlemlenmiştir. Son olarak, polikarbon kirişlerde eğimli zayıf arayüzün dinamik arızası deneysel ve sayısal olarak çalışılmıştır. Deneylerde çatlak etrafındaki izokromatik çizgileri görüntülemek için tam alan tekniği olan fotoelastisite kullanılmıştır. Sayısal çalışmada eğimli arayüzdeki ayrılma yapışkan alan metodu ile birlikte açık sonlu elemanlar analizi kullanılarak modellenmiştir. İlk çatlak uzunluğuna bağlı olarak kararlı ve kararsız çatlak ilerleme rejimleri erk salınım hızı hesaplarına da uygun olacak şekilde tespit edilmiştir. Ek olarak, çatlak ilerleme hızı kesme dalgası hızına ulaşabildiği gözlemlenmiştir.
Özet (Çeviri)
In this study, crack growth along curved weak interfaces is investigated experimentally and computationally. First, delamination of curved composite laminates subjected to axial load is studied computationally. Delamination in curved laminates is modeled using explicit finite element analysis in conjunction with cohesive zone method. It is observed that delamination is highly dynamic and that as the initial crack grows, the crack tip speed reaches the Rayleigh wave speed of the composite material with increasing laminate thickness and decreasing initial crack length. A second observation is that a secondary delamination in the arm region nucleates depending on the initial crack length and laminate thickness. Second, delamination of curved composite laminates subjected to shear loading is studied experimentally. Dynamic delamination growth is captured using high speed camera. It is observed that crack growth speed reachs the shear wave speed and an increase in the length of initial crack changes the crack growth from unstable to stable. Finally, crack growth along curved interface in polycarbonate beams subjected to shear loading is studied experimentally and computationally. In experiments, the full-field technique of photoelasticity is used in order to visualize isochromatic fringe pattern around the crack tip. In computational study, debonding at the curved interface is modeled using dynamic (explicit) finite element analysis in conjunction with cohesive zone methods. Stable and unstable crack growth regimes, depending on the initial crack length, are identified in agreement with energy release rate calculations. It is also observed that crack propagation speed can reach the shear wave speed.
Benzer Tezler
- Dişli çarklarda yük taşıma kabiliyetinin ve diş gibi gerilmelerinin incelenmesi
Investigation of root stresses and fatique strength of spur gears
MUZAFFER ERTEN
- Incremental forming of light weight sheet materials at elevated temperature: An investigation of formability, failure, and output quality of the process
Başlık çevirisi yok
HOSEIN KHALATBARI
Doktora
İngilizce
2021
Makine MühendisliğiKoç ÜniversitesiMakine Mühendisliği Ana Bilim Dalı
PROF. DR. İSMAİL LAZOĞLU
- Ağır ticari aracın dizel motoruna ait egzoz manifoldunun ısıl olarak incelenmesi
Thermal investigation of exhaust manifold for a heavy commercial vehicle diesel engine
BURAK YALÇINDAĞ
Yüksek Lisans
Türkçe
2018
Makine Mühendisliğiİstanbul Teknik ÜniversitesiMakine Mühendisliği Ana Bilim Dalı
PROF. DR. İSMAİL CEM PARMAKSIZOĞLU
- Statör kanatçıklarına açılan kanallardan tahliye olan havanın kanatçığın firar kenarı yüzeyine etkisinin araştırılması
Investigation of the effect of the air, which is released from the holes drilled on stator vanes, on the vane trailing edge surface
TEVFİK CANER ÜNAL
Yüksek Lisans
Türkçe
2015
Havacılık Mühendisliğiİstanbul Teknik ÜniversitesiUçak ve Uzay Mühendisliği Ana Bilim Dalı
PROF. DR. ALİM RÜSTEM ASLAN
- Rulman çeliklerinde tam ve kısmi östenitlemenin karbür oluşumuna etkisinin incelenmesi
Investigation of effect of full and partial austenitization on carbide formation in bearing steels
AHMET EFE GEZMİŞOĞLU
Yüksek Lisans
Türkçe
2018
Metalurji MühendisliğiKocaeli ÜniversitesiMetalurji ve Malzeme Mühendisliği Ana Bilim Dalı
DOÇ. DR. ERSOY ERİŞİR