Yorulma çatlak büyümesinde belirsizliklerin interval sayılar ile analizi
Analysis of uncertainty in fatigue crack growth with interval numbers
- Tez No: 785565
- Danışmanlar: DOÇ. DR. AYŞE ERDÖLEN
- Tez Türü: Yüksek Lisans
- Konular: İnşaat Mühendisliği, Civil Engineering
- Anahtar Kelimeler: Aralık analiz yöntemi, geometrik belirsizlikler, malzeme belirsizliği, yorulma, yorulma çatlak ilerlemesi, Fatigue, fatique crack growth, geometric uncertainties, material uncertainty, interval analysis method
- Yıl: 2023
- Dil: Türkçe
- Üniversite: Yıldız Teknik Üniversitesi
- Enstitü: Fen Bilimleri Enstitüsü
- Ana Bilim Dalı: İnşaat Mühendisliği Ana Bilim Dalı
- Bilim Dalı: Mekanik Bilim Dalı
- Sayfa Sayısı: 108
Özet
Yorulma, tekrarlı yükleme nedeniyle cisimde bulunan çatlakların ilerleyerek belli bir kritik uzunluğa ulaşması ile oluşan bir hasar türüdür. Yapılan çalışmalar yapı ve makine elemanlarında oluşan hasarların büyük bir çoğunluğunun yorulma sonucu oluştuğunu ortaya koymaktadır. Bu yüzden yapı ve makine elemanlarının tasarım ve boyutlandırılmasında elemanların yorulma ömrü göz önüne alınmaktadır. Yorulma çatlağının başlaması ve ilerlemesi kırılma mekaniği prensipleri çerçevesinde açıklanabilir. Kırılma mekaniğinin gelişmesiyle birlikte, yorulma çatlak ilerlemesinin, gerilme şiddeti faktörü ile ilişkilendirilebileceği tespit edilmiştir. Elemanların yorulma ömrü, çatlak ilerleme hızlarının belirlenip, yorulma çatlağının kritik çatlak uzunluğuna ulaşması göz önüne alınarak hesaplanabilir. Mühendislikte, tasarım ve boyutlandırma yapılırken, malzeme özelliklerinde yapılan kabuller, elemanların üretilmesi aşamasındaki kusurlar ve yapılan tasarım hataları gibi pek çok faktör söz konusu yorulma hesaplamalarında belirsizliklere yol açmaktadır. Belirsizlik içeren mühendislik problemlerinin çözümünde, aralık analiz yöntemi, bulanık kümeler teorisi, olasılık teorisi gibi birçok yöntem kullanılmaktadır. Aralık analiz yöntemi, belirsiz parametreleri daha gerçekçi bir yaklaşımla, alt ve üst değerler ile bir tanım aralığı kümesi olarak ifade eder. Belirsizliğin aralık sayı olarak tanımlandığı bu yöntemle yapılan sayısal hesaplamalarda, aralık aritmetiği kullanılmaktadır. Aralık sayılar ile yapılan aritmetik işlemlerde kendine özgü belirli kurallar bulunmaktadır. Bu çalışma ile Paris-Erdoğan, Walker ve Forman bağıntılarında yer alan, malzeme sabitleri ve geometrik faktör parametrelerindeki belirsizlikler interval sayılar kullanılarak ifade edilmiş, yorulma çatlak ilerleme hızının belirsizlikler altındaki davranışı incelenmiş ve bu modeller birbirileri ile karşılaştırılmıştır. Böylelikle, malzeme özelliklerinde yapılan kabuller ve geometrik şekillerden kaynaklanan belirsizlikler interval analiz yöntemi kullanılarak gerçek değeri içeren bir aralık değer kümesi olarak elde edilmiştir.
Özet (Çeviri)
Fatigue is a type of damage that occurs when the cracks in the object progress to a certain critical length due to cyclic loading. Studies reveal that most of the damages in structural and machine elements are caused by fatigue. Therefore, the fatigue life of the elements is taken into account considered in the design and dimensioning of the structural and machine elements. The initiation and propagation of fatigue cracking can be explained within the framework of fracture mechanics principles. With the development of fracture mechanics, fatigue crack growth (FCG), It has been determined that it can be associated with the stress intensity factor. The fatigue life of the elements can be calculated by determining the crack growth rates and taking into account the fatigue crack reaching the critical crack length. Many factors such as assumptions made in material properties, defects in the production of elements and design errors during design and dimensioning in engineering cause uncertainties in the fatique calculations. There are a lot of methods such as interval analysis method, fuzzy set theory, probability theory, etc., which are used to solve engineering uncertainty problems. The interval analysis method describes the uncertain parameters with a more realistic approach, as a set of definition ranges with lower and upper values. Interval arithmetic is used in numerical calculations made with this method, where uncertainty is defined as an interval number. There are certain rules specific to arithmetic operations with interval numbers. In this study, the uncertainties in the material constants and geometric factor parameters in the Paris-Erdogan, Walker and Forman equations were expressed using interval numbers and the behavior of fatique crack growth rate under uncertainties was investigated and and these models were compared with each other. Thus, the assumptions made in the material properties and the uncertainties arising from the geometric shapes were obtained as a range value set containing the true value by using the interval analysis method.
Benzer Tezler
- Effect of multiple overloads on fatigue crack propagation in 7075-T6 aluminum alloy
7075-T6 alüminyum alaşımlarında aşırı yüklerin çatlak ilerlemesi üzerindeki etkisi
BERNA ÖZTÜRK
- Phase field fracture modeling of fatigue crack growth and ductile damage
Yorulma çatlak büyümesi ve sünek hasarın faz alan kırılma metodu ile modellenmesi
SARIM WASEEM
Yüksek Lisans
İngilizce
2023
Havacılık MühendisliğiOrta Doğu Teknik ÜniversitesiHavacılık ve Uzay Mühendisliği Ana Bilim Dalı
Assoc. Prof. Dr. TUNCAY YALÇINKAYA
- Characterization of cyclic crack growth behaviour of nickel base superalloys at elevated temperatures
Nikel bazlı süper alaşımlarda yüksek sıcaklıklardaki yorulma çatlağı büyüme tavrının tanımlanması
GÜRSOY ARSLAN
Yüksek Lisans
İngilizce
1993
Metalurji MühendisliğiOrta Doğu Teknik ÜniversitesiMetalurji Mühendisliği Ana Bilim Dalı
PROF. DR. MUSTAFA DORUK
- Fatigue behavior of aluminum matrix SiC particulate reinforced composites
SiC parçacıklarıyla güçlendirilmiş alüminyum matriksli kompozitlerde yorulma davranışı
KADİR SÜHA BOYLU
Yüksek Lisans
İngilizce
2001
Metalurji MühendisliğiOrta Doğu Teknik ÜniversitesiMetalurji Mühendisliği Ana Bilim Dalı
DOÇ. DR. CEVDET KAYNAK
DOÇ. DR. ALİ KALKANLI
- Fatigue crack propagation in thin walled structures
İnce cidarlı yapılarda yorulmayla çatlak ilerlemesi
YİĞİT KANBAK
Yüksek Lisans
İngilizce
2024
Makine Mühendisliğiİstanbul Teknik ÜniversitesiMakine Mühendisliği Ana Bilim Dalı
DR. ÖĞR. ÜYESİ OĞUZ ALTAY
PROF. DR. HALİT SÜLEYMAN TÜRKMEN