Prediction, analysis, and measurement of ductile fracture of metals
Başlık çevirisi mevcut değil.
- Tez No: 402696
- Danışmanlar: PROF. DALE G. KARR, PROF. MARC PERLIN
- Tez Türü: Doktora
- Konular: Deniz Bilimleri, Denizcilik, Gemi Mühendisliği, Marine Science, Marine, Marine Engineering
- Anahtar Kelimeler: Belirtilmemiş.
- Yıl: 2016
- Dil: İngilizce
- Üniversite: University of Michigan
- Enstitü: Yurtdışı Enstitü
- Ana Bilim Dalı: Belirtilmemiş.
- Bilim Dalı: Belirtilmemiş.
- Sayfa Sayısı: 210
Özet
Sünek kırılma başlangıcını tahmin eden yeni bir yöntem geliştirilmiştir. Kırılma kriteri sürekli sistem ile kırılan sistemin enerji yayılım oranlarının karşılaştırılmasına dayanmaktadır ve kritik hale sürekli sistem ile kırılan sistemin enerji yayılım oranları eşitlendiğinde erişilmektedir. Sürekli sistemin enerji yayılımı plastik işi içerirken, kırılan sistemin enerji yayılımı plastik işi, çatlak oluşumu için gereken yüzey enerjisini ve sürtünme kayıplarını (eğer varsa) içermektedir. Kriter, çatlaksız, plastik malzemeler için belirlenmiştir ve mukavemet gerilmesi olarak adlandırdığımız yeni bir malzeme sabitini sunmaktadır. Kriterin uygulanmasını içeren örnek problem çözülmüş ve sonuçlar literatürde bulunan alüminyum deney verileriyle karşılaştırılmıştır. Buna ek olarak, kırılma başlangıç halini ve ölçüm etkisini (scale effect) incelemek amacıyla çekme deneyleri ve silindirik yük uygulama (cylindrical indenter) deneyleri yürütülmüştür. Deneylerde, gemi inşa sanayisinde yoğun olarak kullanılan AH32 çeliği kullanılmıştır. Kırılma anındaki birim uzama dijital resim korelasyonu ile tespit edilmiş ve buna karşılık gelen gerilme ise kurucu (constitutive) denklemler ve gerilme-şekil değiştirme bağıntıları kullanılarak elde edilmiştir. Kırılma başlangıç koşulu, çatlağın dijital resimde ilk göründüğü an olarak tanımlanmıştır. Deney sonuçları kullanılarak AH32 çeliğinin mukavemet gerilmesi iki farklı kırılma modu için hesaplanmıştır. Hem alüminyum alaşımı hem de AH32 çeliğinin yeni teori kullanılarak hesaplanan yüzey enerji yayılım oranlarının geleneksel kırılma mekaniğinde kullanılan oranlarla uyum içinde olduğu gösterilmiştir.
Özet (Çeviri)
A new method of predicting ductile fracture initiation is presented based on comparison of the energy dissipation rates of the bulk continuum system to the fractured medium. A fracture criterion is posited for plastic materials with no pre-existing cracks as a critical state being reached when the energy release rate of the bulk system is balanced by the energy release rate associated with the fractured medium. The energy dissipation of the continuum system includes that of plastic work while that of the fractured system includes the surface energy of the crack formation, plastic work, and frictional losses (if any) at the instant of crack initiation. Two fracture modes are considered which are commonly addressed in fracture mechanics: Mode I crack opening perpendicular to the fracture plane and Mode II shear rupture tangential to the fracture plane. The theory introduces a length scale and a new material constant which we call toughness stress. The toughness stress is defined as the surface energy release rate divided by the micro-structural characteristic length of the material. A study of the use of the criterion for a plastic material with power-law hardening is examined and compared with published experimental data for aluminum. Furthermore, a series of uniaxial tests and cylindrical indenter experiments on AH32 steel, a mild steel, were conducted to investigate fracture initiation states and the scale/mesh size effect. Strains at fracture are obtained using digital image correlation (DIC) analysis, and the corresponding states of stress are obtained via the constitutive relationships and the stress-strain relationships using the measured strains. The strain fields are calculated to the point of fracture initiation where we define the fracture initiation as the condition when the first visible crack appears in the digital image of the test specimen. The toughness stress of AH32 steel for the two fracture modes are calculated using the current experimental results. It is shown that the surface energy release rates for both the aluminum alloy and the AH32 steel calculated from the new theory for ductile fracture compare well with the surface energy release rates used in traditional fracture mechanics.
Benzer Tezler
- Multi-scale deformation and failure prediction of polycrystalline metals: A case study on impact and localization
Polikristal metallerin farklı ölçeklerde deformasyon ve kırılma öngörüsü: Darbe ve lokalizasyon üzerine vaka çalışması
MORAD MIRZAJANZADEH
Yüksek Lisans
İngilizce
2016
Makine MühendisliğiKoç ÜniversitesiMakine Mühendisliği Ana Bilim Dalı
Assoc. Prof. Dr. DEMİRCAN CANADİNÇ
- Betonun Mod I durumundaki göçmesine agrega konsantrasyonunun etkisi
Başlık çevirisi yok
A. FERHAT SARISU
- Frezeyle tornalama operasyonunun geometrik, kuvvet ve ısıl modellenmesi
Geometric, force and thermal modeling of turn-milling operations
UMUT KARAGÜZEL
Doktora
Türkçe
2016
Makine Mühendisliğiİstanbul Teknik ÜniversitesiMakine Mühendisliği Ana Bilim Dalı
DOÇ. DR. MUSTAFA BAKKAL
PROF. DR. ERHAN BUDAK
- Talaş kaldırma işleminin sonlu elemanlar yöntemi yardımıyla analizi
Başlık çevirisi yok
VAHİT KAYA
Yüksek Lisans
Türkçe
1997
Makine Mühendisliğiİstanbul Teknik ÜniversitesiMakine Ana Bilim Dalı
YRD. DOÇ. DR. MUZAFFER ERTEN
- Optimization of fragmentation behaviour of brittle phase in a ductile matrix during mechanical alloying for the production of nano composite powders and final products
Mekanik alaşımlama sırasında gevrek fazın sünek matris içerisindeki ufalanma davranışlarının optimize edilmesi ve nano kompozit tozu nihai ürün üretimi
AYDIN ŞELTE
Doktora
İngilizce
2019
Metalurji Mühendisliğiİstanbul Teknik ÜniversitesiMetalurji ve Malzeme Mühendisliği Ana Bilim Dalı
PROF. DR. BURAK ÖZKAL