Computational modeling of rupture in rubbery polymers
Lastiksi polimerlerde yırtılmanın hesaplamalı modellenmesi
- Tez No: 612300
- Danışmanlar: DOÇ. DR. SERDAR GÖKTEPE
- Tez Türü: Yüksek Lisans
- Konular: İnşaat Mühendisliği, Civil Engineering
- Anahtar Kelimeler: Çatlak, Crack
- Yıl: 2020
- Dil: İngilizce
- Üniversite: Orta Doğu Teknik Üniversitesi
- Enstitü: Fen Bilimleri Enstitüsü
- Ana Bilim Dalı: İnşaat Mühendisliği Ana Bilim Dalı
- Bilim Dalı: Belirtilmemiş.
- Sayfa Sayısı: Belirtilmemiş.
Özet
Elastomerler olarak da bilinen lastiksi polimerler genellikle elastik olmayan deformasyonları da barındıracak şekilde büyük şekil değiştirmeler gösterirler. Üstün mekaniksel, fiziksel ve kimyasal özelliklerinden ötürü, elastomerler araba lastikleri, sismik izolatörler, mekanik membranlar ve contalar gibi endüstriyel uygulamaların oldukça geniş bir yelpazesinde yaygınca kullanılırlar. Bu uygulamalarda hesaplamalı yırtılma kestirimi büyük önem taşır. Bu sebeple, bu tez, büyük deformasyonlarda yüksek derecede doğrusal olmayan malzeme davranışı gösteren lastiksi polimerlerin hesaplamalı yırtılma analizini konu almaktadır. Bu maksatla, lastiksi polimerlerin yırtılmasını doğrusal momentumun korunumu ve çatlak faz alanı değişim denklem lerinin beraber çözüldüğü Faz Alanı yöntemi kullanarak modellenmiştir. İlk denklem mekanik dengeyi ifade ederken, öbürü kauçuğun hasarını kontrol eder. Hasar gören lastiksi polimerin malzeme davranışı, malzemedeki hasarla azalan bozunmanın enerjinin entropik ve hacimsel kısmını ya da enerjinin enerjik ve hacimsel kısmını etkilediği literatürden alınmış olan iki farklı yaklaşımla modellenmiştir. Ayrıca, entropik elastisite için farklı bünye denklemleri göz önünde bulundurulmuştur. Farklı modelleme yaklaşımları, hasar gören lastiksi polimerlerin heterojen deformasyonlarını içeren referans problemlerinin nümerik analizleri vasıtasıyla kıyaslanmıştır.
Özet (Çeviri)
Rubbery polymers, also known as elastomers, can exhibit large deformations that are generally accompanied by inelastic deformations. Owing to their superior mechanical, physical, and chemical properties, elastomers are widely used in a broad range of industrial applications such as car tires, seismic isolators, mechanical membranes, and seals. For these applications, failure prediction is cardinally essential. Therefore, this thesis is concerned with the computational failure analysis of rubbery polymers that exhibit highly non-linear material behavior at large deformations. To this end, we model the rupture of rubbery polymers by using the Phase-Field method, where the conservation equation of linear momentum and the evolution equation for the crack phase-field are solved together. While the former describes the mechanical equilibrium, the latter governs damage evolution in rubber. The material behavior of rubbery polymers undergoing damage is modeled by two distinct approaches taken from literature where the damage-induced degradation in the material affects either the entropic and volumetric part of the energy or the energetic and volumetric part of the energy. Moreover, for the entropic elasticity, distinct constitutive approaches are considered. The different modeling approaches are compared through numerical analyses of benchmark problems involving highly heterogeneous deformations of rubbery polymers undergoing rupture.
Benzer Tezler
- Approaches to the modeling of inelasticity and failure of rubberlike materials
Başlık çevirisi yok
HÜSNÜ DAL
Doktora
İngilizce
2012
İnşaat MühendisliğiTechnısche Unıversıtat DresdenYapı Malzemesi Ana Bilim Dalı
PROF. MICHAEL KALISKE
- New algorithms and techniques for microprocessor-controlled PWM induction drives
Başlık çevirisi yok
OSMAN KÜKRER
Doktora
İngilizce
1987
Elektrik ve Elektronik MühendisliğiOrta Doğu Teknik ÜniversitesiElektrik-Elektronik Mühendisliği Ana Bilim Dalı
PROF. DR. H. BÜLENT ERTAN
- Dört zamanlı türbaşarj direk püskürtmeli bir dizel motorunun bilgisayar ile sümülasyonu
Computer aided simulation of a fourstroke turbocharged direct-anjection diesel engine
MUSTAFA BALCI
- Lityum ve üç elektronlu atom iyonlarının fermi değme terimlerinin hesaplanması
Başlık çevirisi yok
YILMAZ DAĞDEMİR
Doktora
Türkçe
1986
Fizik ve Fizik MühendisliğiGazi ÜniversitesiFizik Ana Bilim Dalı
DOÇ. DR. ATİLLA ÖZMEN
- Finite element analysis of saltwater intrusion in coastal aquifers
Başlık çevirisi yok
SALAH ALİ SADEG
Yüksek Lisans
İngilizce
1987
Jeoloji MühendisliğiOrta Doğu Teknik ÜniversitesiYRD. DOÇ. DR. NURKAN KARAHANOĞLU