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
- Tez No: 782912
- Danışmanlar: PROF. DR. HALUK DARENDELİLER
- Tez Türü: Yüksek Lisans
- Konular: Makine Mühendisliği, Mechanical Engineering
- Anahtar Kelimeler: Belirtilmemiş.
- Yıl: 2023
- Dil: İngilizce
- Üniversite: Orta Doğu Teknik Üniversitesi
- Enstitü: Fen Bilimleri Enstitüsü
- Ana Bilim Dalı: Makine Mühendisliği Ana Bilim Dalı
- Bilim Dalı: Belirtilmemiş.
- Sayfa Sayısı: 121
Özet
Çatlak ilerlemesi geleneksel olarak makro ölçekteki analitik metotların kullanımı ile ele alınmaktadır. Çatlak ilerlemesi, dislokasyon hareketi ve kristal tanecik özellikleri arasındaki ilişkilerin malzeme mikro ölçeğinde incelenmesi çatlak ilerleme mekanizmasının daha iyi anlaşılmasını sağlar. Bu çalışmada, çatlak ilerlemesinin malzeme mikro ölçeğinde benzetimi amacıyla kristal plastisite bünye modeli ticari bir sonlu elemanlar yazılımına kullanıcı tanımlı bir alt program ile dahil edilmiştir. Tanecik özellikleri ve malzeme seçiminin çatlak büyüme davranışına etkileri farklı hasar kriterleri göz önünde bulundurularak incelenmiştir. Genişletilmiş sonlu elemanlar metodu (XFEM) başlangıç çatlağı da içeren modeller oluşturularak tek kristalli ve çok kristalli yapılarda çatlak ilerlemesinin analizi için kullanılmıştır. Bu analizlerde, yüzey merkezli kübik kristal yapılara sahip 316L paslanmaz çelik, AA2024 alüminyum alaşımı ve nikel bazlı süperalaşım (MD2) malzemelerinden yapılmış levhalar yarı statik yüklemeye tabi tutulmuştur. Analiz sonuçları çatlak ilerlemesi davranışının tane yönüne, tane boyutuna ve pekleşme ve anizotropik katılık gibi içsel malzeme özelliklerine bağlı olduğunu göstermiştir.
Özet (Çeviri)
Crack propagation is conventionally treated by employing analytical methods at macroscale. Investigation of the relations between the crack propagation, dislocation movement and the crystalline grain properties in the material microscale provides better understanding of the crack propagation mechanism. In this work, the crystal plasticity constitutive model is incorporated to a commercial finite element software as an user-defined subroutine to simulate crack propagation in the material microscale. The effects of grain properties and material selection on the crack growth behavior are examined by considering different damage criteria. The extended finite element method (XFEM) is employed to analyze the crack propagation in single crystal and polycrystal structures by constructing multiple models, including pre-cracks. In these analyses, plates made of 316L stainless steel, AA2024 aluminum alloy and nickel-based supper alloy (MD2) materials with face-centered cubic crystal structures are subjected to quasi-static loading. The results of the analyses show that crack propagation behavior is dependent to the grain orientation, grain size and intrinsic material parameters such as hardening property and anisotropic stiffness.
Benzer Tezler
- Kuzey ve Batı Anadolu bentonitlerinin kalıp kumu özelliklerine etkisinin incelenmesi
The Investigation of the effect of north and west anatolian bentonites on casting mold sand properties
NECİP ÜNLÜ
- Grafen oksit katkılı polimer nanokompozitlerin çeşitliözelliklerinin incelenmesi
Investigating various properties of graphene oxide doped polymer nanocomposites
OĞUZKAN ŞENTÜRK
Doktora
Türkçe
2024
Makine Mühendisliğiİstanbul Teknik ÜniversitesiMakine Mühendisliği Ana Bilim Dalı
DR. ÖĞR. ÜYESİ İBRAHİM MEHMET PALABIYIK
- Grafen oksit ve bitkisel yağ bazlı poliüretandan elde edilen kompozitlerin kaplama performanslarının incelenmesi
Investigation of coating performances of composites obtained from graphene oxide and vegetable oil based polyurethanes
BERİL OĞUZ
Yüksek Lisans
Türkçe
2021
Kimya Mühendisliğiİstanbul Teknik ÜniversitesiKimya Mühendisliği Ana Bilim Dalı
PROF. DR. GÜLHAYAT SAYGILI
- The effect of dead clay contents on mechanical properties of foundry molding sands
Ölü bentonit içeriğinin döküm kalıp kumlarının mekanik özelliklerine etkisi
MEHRAN JALALI KANDELOUS
Yüksek Lisans
İngilizce
2022
Metalurji Mühendisliğiİstanbul Teknik ÜniversitesiMetalurji ve Malzeme Mühendisliği Ana Bilim Dalı
DOÇ. DR. NECİP ÜNLÜ
- Domates kabuğu ekstraktı kullanılarak PLA temelli biyokompozit gıda ambalaj filmi üretilmesi ve karakterizasyonu
Production and characterization of PLA-based biocomposite food packaging film using tomato peel extract
ERİNÇ KOÇAK
Doktora
Türkçe
2023
Gıda MühendisliğiEge ÜniversitesiGıda Mühendisliği Ana Bilim Dalı
DOÇ. DR. ÖZLEM ESMER