Thermal stress problems in FGMs
Fonksiyonel derecelendirilmiş malzemelerde ısıl gerilme problemleri
- Tez No: 582611
- Danışmanlar: PROF. DR. FEVZİ SUAT KADIOĞLU
- Tez Türü: Yüksek Lisans
- Konular: Makine Mühendisliği, Mechanical Engineering
- Anahtar Kelimeler: Belirtilmemiş.
- Yıl: 2019
- Dil: İngilizce
- Üniversite: Orta Doğu Teknik Üniversitesi
- Enstitü: Fen Bilimleri Enstitüsü
- Ana Bilim Dalı: Makine Mühendisliği Ana Bilim Dalı
- Bilim Dalı: Belirtilmemiş.
- Sayfa Sayısı: 163
Özet
Bu tezde, periyodik çatlaklar içeren sonsuz uzunluktaki fonksiyonel derecelendirilmis malzemeden (FDM) bir levhanın kararsız sıcaklık dagılımı, ısıl gerilmeleri ve ısıl gerilme siddeti faktörleri incelenmistir. Isıl sok, sınır sıcaklıklarına ani bir degisiklik empoze edilerek uygulanmıstır. Mevcut termoelastisite probleminin çözümü birbirini takip eden üç adımda ele alınmı¸stır. İlk olarak ısıl problem (ısıl iletim problemi) çözülmüs ve kararsız sıcaklık dagılımı belirlenmistir. Bunu yarı-statik elastisiteproblemi çözülerek ısıl gerilmelerin belirlenmesi takip etmistir. Son adımda ise ısıl gerilme siddeti faktörleri hesaplanmıstır. Bu çalısmada asıl odak, kararsız sıcaklık dagılımının ve buna baglı ortaya çıkan ısıl gerilmelerin hesaplanmasıdır. Termomekanik özellikler konum degiskeninin bir fonksiyonu olarak düsünüldüğünden, Laplace dönüsüm uzayında kararsız ısı iletimi denkleminin analitik bir çözümünü bulmak için [1] ve [2] çalısmalarında gelistirilen bir pertürbasyon tekni˘gi benimsenmistir. Ters Laplace dönüsümü“artık teoremi”kullanılarak bulunur. Kararsız sıcaklık dağılımının sayısal olarak hesaplanmasından sonra, ısıl şoka maruz kalan ve herhangi bir çatlak bulundurmayan FDM ¸seridi için ısıl gerilmeler hesaplanmıştır. Daha sonra ise bulunmuş ısıl gerilmeleri, daha önceki dönemlerde yazılan bir tezdeki [3] tekil integral denklemine çatlak yüzeyi yükleri olarak tanıtmak suretiyle, TSIF'ler belirlenmiştir.
Özet (Çeviri)
In this thesis transient temperature distribution, thermal stresses and thermal stress intensity factors (TSIFs) of an infinitely long functionally graded material (FGM) strip containing periodic cracks under thermal shock are studied. Thermal shock is applied by imposing a sudden change in the boundary temperatures. Solution of the present thermoelasticity problem is considered in three successive steps. First the thermal (conduction) problem is solved and the transient temperature distribution is determined. This is followed by the determination of thermal stresses by solving quasi-static elasticity problem. In the last step thermal stress intensity factors (TSIFs) are calculated. In this work, the main focus is the calculation of the transient temperature distribution and the resulting thermal stresses. Since the thermomechanical properties are considered to be functions of a spatial variable, a perturbation technique developed in [1] and [2] is adopted to find an analytical solution of transient heat conduction equation in Laplace domain. Inverse Laplace transformation is achieved by using“residue theorem”. After numerically calculating the transient temperature distribution, thermal stresses are computed in the absence of any cracks for the FGM strip subjected to thermal shock. Then, by introducing the thermal stresses as the crack surface tractions in the singular integral equation which is derived in an earlier thesis [3], the TSIFs are determined.
Benzer Tezler
- Buckling driven delamination of orthotropic functionally graded materials
Ortotropik fonksiyonel derecelendirilmiş malzemelerin burkulmaya bağlı delaminasyonu
SUPHİ YILMAZ
Yüksek Lisans
İngilizce
2006
Makine MühendisliğiOrta Doğu Teknik ÜniversitesiMakine Mühendisliği Ana Bilim Dalı
DOÇ. DR. SUAT KADIOĞLU
YRD. DOÇ. DR. SERKAN DAĞ
- Kalınlık yönünde fonksiyonel derecelendirilmiş pallerin titreşim analizi
Vibration analysis of functionally graded rotor blades through thickness direction
ELİF KARAHAN
Yüksek Lisans
Türkçe
2019
Havacılık Mühendisliğiİstanbul Teknik ÜniversitesiUçak ve Uzay Mühendisliği Ana Bilim Dalı
YRD. DOÇ. DR. ÖZGE ÖZDEMİR
- Three dimensional mixed mode fracture analysis of functionally graded materials
Fonksiyonel derecelendirilmiş kaplamaların üç boyutlu karışık mod kırılma analizi
SADIK KÖŞKER
Yüksek Lisans
İngilizce
2007
Havacılık MühendisliğiOrta Doğu Teknik ÜniversitesiMakine Mühendisliği Ana Bilim Dalı
YRD. DOÇ. DR. SERKAN DAĞ
DOÇ. DR. BORA YILDIRIM
- Large deflections of non-linear bi-modulus functionally graded beams under different boundary and loading conditions
Doğrusal olmayan çift modüllü fonksiyonel derecelendirilmiş kirişlerin farklı sınır koşulları ve yüklemeler altındaki büyük yer değiştirmeleri
AYHAN HACIOĞLU
Doktora
İngilizce
2023
Makine Mühendisliğiİstanbul Teknik ÜniversitesiMakine Mühendisliği Ana Bilim Dalı
PROF. DR. CEMAL BAYKARA
- Fonksiyonel derecelendirilmiş konsol kirişlerde büyük yer değiştirmelerin analizi
Large deflection analysis for functionally graded cantilever beams
AYHAN HACIOĞLU
Yüksek Lisans
Türkçe
2017
Makine Mühendisliğiİstanbul Teknik ÜniversitesiMakine Mühendisliği Ana Bilim Dalı
DOÇ. DR. CEMAL BAYKARA