Düşük hızlı darbe yükleri altında AL/SİC partikül takviyeli metal matrisli kompozit malzemelerin mekanik davranışlarının incelenmesi
Investigation of mechanical beahviours of AL/SİC partical reinforced metal matrix composite materials under low-velocity impact loads
- Tez No: 374307
- Danışmanlar: YRD. DOÇ. DR. RECEP EKİCİ
- Tez Türü: Yüksek Lisans
- Konular: Makine Mühendisliği, Mechanical Engineering
- Anahtar Kelimeler: Belirtilmemiş.
- Yıl: 2014
- Dil: Türkçe
- Üniversite: Erciyes Üniversitesi
- Enstitü: Fen Bilimleri Enstitüsü
- Ana Bilim Dalı: Makine Mühendisliği Ana Bilim Dalı
- Bilim Dalı: Belirtilmemiş.
- Sayfa Sayısı: 72
Özet
Bu çalışmada, Al 6061/SiC partikül takviyeli metal matrisli kompozitlerin (PTMMK) düşük hızlı darbe yükleri altında meaknik davranışları deneysel ve sayısal çalışmalarla incelenmiştir. Darbe hızının, partikül hacim oranının ve partikül boyutunun Al 6061/SiC PTMMK' lerin temas kuvveti, plastik yutulma enerjisi, kalıcı gerilme-plastik şekil değiştirme dağılımları ve merkezi enine yer değiştirmeleri üzerine etkileri detaylı olarak incelenmiştir. Sonlu Elemanlar Metodu (SEM) modelleri, Python programlama dilinde yazılan bir algoritma ile oluşturulmuştur. Bu modellerde, gerçek bir partikül takviyeli kompozit yapı elde etmek için SiC seramik partiküller, Al 6061 matris içerisine rasgele dağıtılmıştır. SEM analizleri, ABAQUS® sonlu elemanlar yazılımında gerçekleştirilmiştir. Düşük hız darbe deneyleri, toz metalurjisi yöntemi ile üretilen Al 6061/SiC PTMMK numuneler üzerinde gerçekleştirilmiş ve sonuçlar SEM analizleri ile karşılaştırılmıştır. Darbe hızı, partikül hacim oranı ve boyutunun önemli bir etkiye sahip olduğu bulunmuştur. Temas kuvvetleri ve süreleri, darbe hızının artmasıyla önemli ölçüde artmıştır. Düşük darbe hızları için en büyük temas kuvvetleri minimum hatalarla belirlenirken, darbe süreleri biraz daha uzun bir şekilde elde edilmiştir. Partikül hacim oranı artarken kompozit yapının rijitliği artmıştır. Sonuç olarak, temas kuvveti artmış ve darbe süreleri kısalmıştır. Bununla birlikte, partikül boyutunun büyümesi, temas kuvvetlerini azaltmış ve darbe sürelerini arttırmıştır. Partikül takviyeli kompozitler, partikül hacim oranı düşerken ve partikül boyuıtu artarken daha fazla kinetik enerji sönümleyebilmektedirler. Darbe hızının ve partikül hacim oranının artması, kalıcı gerilme seviyelerini ve plastik şekil değiştirmeleri arttırmaktadır. Artan partikül boyutu, düzgün olmayan kalıcı gerilme dağılımlarına neden olurken, plastik deformasyonların da artmasına neden olmaktadır.
Özet (Çeviri)
In this study, the mechanical behavior of Al 6061/SiC particle reinforced metal matrix composites (PRMMCs) under low-velocity impact loads was investigated experimentally and theoretically. The effects of impact velocity, particle volume fraction and particle size on the contact force, plastic dissipation histories, residual stress-plastic strain distributions and central transverse deflections of Al 6061/SiC PRMMCs were analyzed in detail. The finite element (FEM) models were generated by a code written in Python programming language. In these models, the SiC ceramic particles were dispersed randomly through Al 6061 matrix in order to obtain a similar structure to a real particle reinforced composite structure as possible. FEM analyses were carried out using ABAQUS® software. Low-velocity impact experiments were carried out using Al 6061/SiC PRMMC specimens which were manufactured by powder metalurgy method and the experimental results were also compared with FEM analyses. The impact velocity, particle volume fraction and particle size exhibited significant effects. The contact forces and durations increased significantly with increasing impact velocity. The predicted and measured peak contact forces were in good agreement for lower impact velocities whereas the predicted impact durations were slightly longer. The composite structures become stiffer when the particle volume fraction is increased. Consequently, the contact force was increased whereas the impact durations were shortened. However, a larger particle size resulted in lower contact forces, but longer impact durations. Particle reinforced composites can dissipate more impact energy in case the particle volume fraction decreases and the particle size increases. Increasing impact velocity and particle volume fraction increased residual stress and plastic strain levels. Increasing the particle size resulted in the residual stress distributions to become non-uniform but increases in the plastic deformations.
Benzer Tezler
- Düşük hızlı çarpma yükleri altında fonksiyonel kademelendirilmiş dairesel plakaların mekanik davranışlarının incelenmesi
An investigation on mechanical behaviors of functionally graded circular plates under low velocity impact loadings
MURAT AYDIN
Yüksek Lisans
Türkçe
2009
Makine MühendisliğiErciyes ÜniversitesiMakine Mühendisliği Bölümü
YRD. DOÇ. DR. RECEP GÜNEŞ
- Sıvılaşma analizi ve sıvılaşma sonucu oluşan yanal yayılma hesap yöntemlerinin karşılaştırılması
Liquefaction analysis and comparison of lateral spread calculation methods resulting from liquefaction
MERT ALTINDİŞ
Yüksek Lisans
Türkçe
2020
İnşaat Mühendisliğiİstanbul Teknik Üniversitesiİnşaat Mühendisliği Ana Bilim Dalı
PROF. DR. AYFER ERKEN
- Mikrodüzlem betonarme modeli ile betonarme kiriş elemanlarının darbe etkisindeki davranışlarının incelenmesi
Investigation of the behavior of reinforced concrete beam elements under impact using microplane concrete model
OKTAY YÜCEEL
Yüksek Lisans
Türkçe
2024
İnşaat Mühendisliğiİstanbul Teknik Üniversitesiİnşaat Mühendisliği Ana Bilim Dalı
DOÇ. DR. AHMET ABDULLAH DÖNMEZ
- Karbon elyaf takviyeli filaman sarım kompozit boruların düşük hızlı darbe cevabının incelenmesi
Investigation of low velocity impact response of carbon fiber rainforced filament winding composite pipes
OZAN KEKÜÇ
Yüksek Lisans
Türkçe
2022
Makine MühendisliğiNecmettin Erbakan ÜniversitesiMakine Mühendisliği Ana Bilim Dalı
DOÇ. DR. LOKMAN GEMİ
DOÇ. DR. ŞAKİR YAZMAN
- Dynamic behavior of functionally graded plates under impact loads: Mechanical characterization, impact tests, and numerical modeling
Fonksiyonel derecelendirilmiş plakaların çarpma yükleri altında dinamik davranışları: Mekanik karakterizasyon, çarpma testleri ve sayısal modelleme
KEMAL ARSLAN
Doktora
İngilizce
2022
Makine MühendisliğiErciyes ÜniversitesiMakine Mühendisliği Ana Bilim Dalı
PROF. DR. RECEP GÜNEŞ