Geri Dön

Crystal plasticity inspired modelling of fibre reinforced composites

Fiber takviyeli kompozitlerin kristal plastisiteden esinlenerek modellenmesi

PDF İndir

  1. Tez No: 741888
  2. Yazar: EMİR AYBARS DİZMAN
  3. Danışmanlar: DOÇ. DR. İZZET ÖZDEMİR
  4. Tez Türü: Yüksek Lisans
  5. Konular: İnşaat Mühendisliği, Civil Engineering
  6. Anahtar Kelimeler: Belirtilmemiş.
  7. Yıl: 2022
  8. Dil: İngilizce
  9. Üniversite: İzmir Yüksek Teknoloji Enstitüsü
  10. Enstitü: Mühendislik ve Fen Bilimleri Enstitüsü
  11. Ana Bilim Dalı: İnşaat Mühendisliği Ana Bilim Dalı
  12. Bilim Dalı: Belirtilmemiş.
  13. Sayfa Sayısı: 77

Özet

Karbon Fiber Takviyeli (KFT) kompozitlere, özellikle yüksek mukavemet-ağırlık oranları nedeniyle artan bir talep vardır. Tek katmanlı davranışları (metallere kıyasla) oldukça gevrek olmasına rağmen, katman kalınlığı azaltılarak ve farklı fiber yönüne sahip katmanları birleştirerek bu gevreklik azaltılabilir ve bu sayede metallere benzer sünek bir davranış elde edilebilir. Bu tezde, kristal plastisiteden esinlenerek yakın zamanda önerilen bir malzeme modeli yeniden ele alınmakta ve kapalı adım bir sonlu eleman çözümü çerçevesinde uygulanmaktadır. Bu amaçla, geometrik olarak doğrusal olmayan bir sürekli ortamda kullanıcı tanımlı bir eleman geliştirilmiş ve kullanıcı eleman (UEL) altprogramı aracılığıyla sonlu eleman yazılımı Abaqus'e entegre edilmiştir. Model, basit kesme durumları için türetilen analitik çözümler ve literatürden seçilen farklı yükleme durumları için iki deney ile doğrulanmıştır. Modelin matris plastisitesinin baskın olduğu durumlarda gerilim-gerinim tepkisini iyi tahmin etme yeteneğine sahip olduğu görülmüştür. Ayrıca, farklı malzeme parametrelerinin etkisini araştırmak için çapraz katlı kesme numunesi üzerinde parametrik bir çalışma yapılmıştır. Son bölümde, model, matriste süreklilik ölçeğinde hasar ve elastik malzeme özelliklerinde bozulmayı yansıtacak şekilde genişletilmiştir. Genişletilmiş hasar modelinin tahmin yetenekleri, çapraz katlı kesme testinin yeniden analiz edilmesiyle değerlendirilmiştir.

Özet (Çeviri)

There is an increasing demand in carbon fibre reinforced (CFR) composites primarily due to their high strength-to-weight ratio. Although their single-ply behaviour is rather brittle (as compared to metals), by reducing the ply thickness and stacking differently oriented plies, brittleness is suppressed, and a ductile behaviour similar to metals is achieved. In this thesis, a recently proposed material model inspired by crystal plasticity is reconsidered and implemented in an implicit finite element solution framework. To this end, a user-defined element is developed in a geometrically non-linear continuum setting and implemented in commercial finite element software Abaqus through UEL (User-defined ELement) subroutine. The model is validated by analytical solutions derived for simple shear cases and two experiments for different loading cases from the literature. The model is capable of predicting stress-strain response well in cases where matrix plasticity is dominant. Moreover, a parametric study on the cross-ply shear specimen is conducted to investigate the influence of different material parameters. In the last part, the model is extended by a continuum scale damage in the matrix and degradation in elastic material properties. The predictive capabilities of the damage extended model are assessed by re-analyzing the cross-ply shear test.

Benzer Tezler

  1. Tez No

    642792

    Synthesis and characterization of sensor microparticles templated from cholesteric liquid crystals

    Kolesterik sıvı kristal şablonlu sensör mikro parçacıkların üretimi ve karakterizasyonu

    DENİZ IŞINSU AVŞAR

    Yüksek Lisans

    İngilizce

    İngilizce

    2020

    Kimya MühendisliğiOrta Doğu Teknik Üniversitesi

    Kimya Mühendisliği Ana Bilim Dalı

    YRD. DOÇ. DR. EMRE BÜKÜŞOĞLU

  2. Tez No

    782912

    Crystal plasticity based analysis of crack propagation at microscale by extended finite element method

    Çatlak ilerlemesinin genişletilmiş sonlu elemanlar metodu ile mikro ölçekte kristal plastisite temelli analizi

    UMUT YILMAZ

    Yüksek Lisans

    İngilizce

    İngilizce

    2023

    Makine MühendisliğiOrta Doğu Teknik Üniversitesi

    Makine Mühendisliği Ana Bilim Dalı

    PROF. DR. HALUK DARENDELİLER

  3. Tez No

    859888

    Crystal plasticity analysis of severe plastic deformation processes

    Şiddetli plastik deformasyon süreçlerinin kristal plastisite analizi

    ÜLKE ŞİMŞEK

    Doktora

    İngilizce

    İngilizce

    2024

    Mühendislik BilimleriOrta Doğu Teknik Üniversitesi

    Havacılık ve Uzay Mühendisliği Ana Bilim Dalı

    DOÇ. DR. TUNCAY YALÇINKAYA

  4. Tez No

    523118

    Implementation of the crystal plasticity finite elementmethod

    Kristal plastisite sonlu elemanların uygulaması

    MEHRDAD GHANBARI AZAR

    Yüksek Lisans

    İngilizce

    İngilizce

    2018

    Makine MühendisliğiBoğaziçi Üniversitesi

    Makine Mühendisliği Ana Bilim Dalı

    DOÇ. DR. CAHİT CAN AYDINER

  5. Tez No

    507380

    A physics-based single crystal plasticity model for crystal orientation and length scale dependence of machining response

    Tek kristal malzemelerin talaşlı imalat tepkisinin kristal konumu ve uzunluk ölçeği bağımlılığı için fiziksel temelli kristal plastisite modeli

    SAFİYE CANSET MERCAN

    Yüksek Lisans

    İngilizce

    İngilizce

    2018

    Makine MühendisliğiSabancı Üniversitesi

    İmalat Mühendisliği Ana Bilim Dalı

    DR. ÖĞR. ÜYESİ ERALP DEMİR

Geri Dön