Dynamic frictional contact problems involving functionally graded materials
Fonksiyonel derecelendirilmiş malzemeler içeren dinamik sürtünmeli temas problemleri
- Tez No: 530185
- Danışmanlar: PROF. DR. SERKAN DAĞ
- Tez Türü: Doktora
- Konular: Makine Mühendisliği, Mechanical Engineering
- Anahtar Kelimeler: Belirtilmemiş.
- Yıl: 2018
- Dil: İngilizce
- Üniversite: Orta Doğu Teknik Üniversitesi
- Enstitü: Fen Bilimleri Enstitüsü
- Ana Bilim Dalı: Makine Mühendisliği Ana Bilim Dalı
- Bilim Dalı: Belirtilmemiş.
- Sayfa Sayısı: 363
Özet
Bu çalışmanın temel amacı katmanlı ve fonksiyonel derecelendirilmiş malzemeler içeren dinamik sürtünmeli temas problemini analiz etmektir. Makine mühendisliği uygulamalarında temas probleminin dinamik etkiler katılarak incelenmesi büyük önem taşımaktadır çünkü birçok temas hareketli yapılarda meydana gelmektedir. Hareketli temas problemlerinde, zımba hızı dinamik etkileri ihmal edecek kadar küçük olmayabilir. Bu yüzden, temas problemi elastodinamik teori kullanılarak incelenmelidir. Bu çalışmada, farklı profillere sahip hareketli rijit bir zımba tarafından bastırılan hem homojen elastik kaplama hem de fonksiyonel derecelendirilmiş kaplamaların sürtünmeli ve hareketli temas problemi ele alınmıştır. Rijit zımba kaplamaya bastırılmakta ve sabit ses altı bir hızda hareket etmektedir. Yürütücü kısmi diferansiyel denklemler Galilean ve Fourier dönüşümü tekniği kullanılarak analitik olarak çözülmüştür. Kaplama ve alt katman için yer-değiştirme alanları sınır ve ara-yüzey devamlılık koşulları uygulanarak bulunmuştur. Karma sınır değer problemi için denklemler içerisinde bilinmeyen normal temas gerilmesi içeren ikinci tip tekil integral denkleme indirgenmiştir. Tekil integral denklemi uygun bir açılım-düzenleme tekniği ile sayısal olarak çözülmüş ve normal temas gerilmesi bulunmuştur. Elastostatik temas analizi için doğrulama çalışması sonlu elemanlar metodu kullanılarak üretilen hesaplamalı sonuçlar ile yapılmıştır. Elastodinamik temas analizi için doğrulama çalışması literatürde mevcut olan sonuçlar kullanılarak yapılmıştır. Sonuç olarak, zımba profili, zımba kayma hızı, malzeme homojensizliği, sürtünme katsayısı ve kaplama kalınlığının temas gerilmeleri ve zımba gerilme şiddeti çarpanına olan etkileri araştırılmıştır.
Özet (Çeviri)
The main aim of this study is to analyze the dynamic frictional contact problem of layered and functionally graded materials. Investigating contact problems including dynamic effects has a significant importance in mechanical engineering applications since many contact problems arise between moving structures. In moving contact problems, speed of the punch may not be so small to ignore dynamic effects. Hence, contact problem should be examined using elastodynamics theory. In this study, both frictional moving contact problems of homogenous elastic coatings and functionally graded coatings pressed by a moving rigid punch with various punch profiles are considered. The rigid punch is pressed against the coating and it moves at a constant subsonic speed. Governing partial differential equations are solved analytically using Galilean and Fourier transformation techniques. Displacement fields in both coating and the substrate are found by applying boundary and interface continuity conditions. Equations for the mixed boundary value problem is reduced to a singular integral equation of the second kind including unknown normal contact stress. The singular integral equation is solved numerically using a suitable expansion-collocation technique and normal contact stress is found. A verification study for elastostatic contact analysis is carried out using computational results generated by the use of finite element method. A verification study for elastodynamic contact analysis is conducted by utilizing available results in the literature. Consequently, the influences of punch profile, punch sliding speed, material inhomogeneity, coefficient of friction and coating thickness on contact stresses and punch stress intensity factors are investigated.
Benzer Tezler
- Kaynak kısıtlı proje planlamada yöntemler ve uygulamalar
Methods and applications in resource constrainet project planning
F. ATİLLA DİREN
Yüksek Lisans
Türkçe
1991
Endüstri ve Endüstri Mühendisliğiİstanbul Teknik ÜniversitesiPROF.DR. ATAÇ SOYSAL
- Pasternak zemini üzerinde ani ve hareketli yüke maruz dikdörtgen kalın kompozit bir plakanın dinamik analizi
Dynamic analaysis of a rectangular thick composite plate resting on a pasternak foundation subjected to sudden and moving load
REHA GÜRSOY
Yüksek Lisans
Türkçe
2016
Uçak Mühendisliğiİstanbul Teknik ÜniversitesiUçak ve Uzay Mühendisliği Ana Bilim Dalı
PROF. DR. VEDAT ZİYA DOĞAN
- Multi-layer models for moving contact problems of graded materials and multiferroics
Derecelendirilmiş malzemelerin ve multiferroiklerin hareketli temas problemleri için çok katmanlı modelleri
SELİM ERCİHAN TOKTAŞ
Doktora
İngilizce
2024
Makine MühendisliğiOrta Doğu Teknik ÜniversitesiMakine Mühendisliği Ana Bilim Dalı
PROF. DR. SERKAN DAĞ
- Çok elemanlı yapılarda malzeme sönümü ve temas özelliklerinin ölçülmesi
Measurement of material damping and contact properties of multibody structures
MURAT CAN TÜZEL
Yüksek Lisans
Türkçe
2015
Makine Mühendisliğiİstanbul Teknik ÜniversitesiMekatronik Mühendisliği Ana Bilim Dalı
PROF. DR. KENAN YÜCE ŞANLITÜRK
- Dinamik çarpma problemlerinde malzeme seçiminin önemi
İmportance of the material selection in impact problems
REYHAN UYAN ÖZSOYSAL