Delamination analysis of functionally graded materials using carrera unified formulation and cohesive zone model
Fonksiyonel olarak derecelendirilmiş malzemelerin delaminasyon analizi carrera birleşik formülasyonunun ve birleşik bölgenin kullanılması modeli
- Tez No: 825851
- Danışmanlar: DOÇ. DR. MUNİSE DİDEM DEMİRBAŞ, PROF. DR. ERASMO CARRERA
- Tez Türü: Yüksek Lisans
- Konular: Makine Mühendisliği, Mechanical Engineering
- Anahtar Kelimeler: Belirtilmemiş.
- Yıl: 2023
- Dil: Türkçe
- Üniversite: Erciyes Üniversitesi
- Enstitü: Fen Bilimleri Enstitüsü
- Ana Bilim Dalı: Makine Mühendisliği Ana Bilim Dalı
- Bilim Dalı: Belirtilmemiş.
- Sayfa Sayısı: Belirtilmemiş.
Özet
Bu tez, Carrera Birleşik Formülasyonu (CUF) ve Kohesif Bölge Modelini (CZM) birleştirerek Fonksiyonel Kademelendirilmiş Malzemelerin (FGM'ler) delaminasyon davranışına ilişkin kapsamlı bir araştırma sunmaktadır. FGM'ler, uzaysal olarak değişen benzersiz malzeme özellikleriyle, ileri mühendislik uygulamaları için umut verici adaylar olarak ortaya çıkmıştır. Ancak bu yapılarda, delaminasyon gibi bazı kritik kaygılar vardır. Bu nedenle mekanik tepkilerin ve arıza mekanizmalarının ayrıntılı olarak araştırılması gerekmektedir. Bu tezde önerilen sayısal çözüm, CUF'nin verimli hiyerarşik formülasyonunu ve CZM'nin kırılma mekaniğini kullanır. Analiz edilecek problem, delaminasyon kuvvetlerine maruz kalan 10 katmanlı bir seramik-metal FGM kirişidir. Kirişin bir sabit ucu vardır ve serbest uçtaki ilk ve son katmanlara zıt kuvvetler etki ederek katmanların ayrılmasına neden olur. Çatlak kirişler için kullanılan Lagrange genişlemesi, süreksizliklerin modellenmesi için uygun olduğundan, FGM'lerdeki delaminasyon olgusunun doğru ve ayrıntılı simülasyonlarını kolaylaştırmaktadır. CZM ayrıca kompozit malzemelerdeki kırılma yayılımını analiz etmek için de çok uygundur. Belirli bir çekme-ayırma yasasına göre çatlak başlangıcını, yayılmasını ve dallanmayı idare eden yapışkan öğeler sunar.
Özet (Çeviri)
This thesis presents a comprehensive investigation into the delamination behavior of Functionally Graded Materials (FGMs), incorporating Carrera Unified Formulation (CUF) and Cohesive Zone Model (CZM). FGMs, with their unique spatially varying material properties, have emerged as promising candidates for advanced engineering applications However, there are some critical concerns in these structures, such as delamination. Therefore, it is necessary to investigate the mechanical responses and failure mechanisms in detail. The proposed numerical solution in this thesis uses CUF's efficient hierarchical formulation and the CZM's fracture mechanics. The problem to be analyzed is a ceramics-metal FGM beam of 10 layers subjected to delamination forces. The beam has one fixed end 2 opposite forces are acting on the first and last layers at the free end causing delamination. The Lagrange expansion used for the cracked beams is facilitating accurate and detailed simulations of the delamination phenomenon in FGMs as it is suitable for modeling discontinuities. CZM is also well-suited for analyzing fracture propagation in composite materials. It offers cohesive elements that handle crack initiation, propagation, and branching according to a specified traction-separation law.
Benzer Tezler
- Fonksiyonel derecelendirilmiş malzemeden üretilen plakların mekanik ve ısıl yükler altındaki burkulma analizi
Buckling analysis of functionally graded plates under thermal and mechanical loads
İBRAHİM UTKU AKTAŞ
Yüksek Lisans
Türkçe
2021
Uçak Mühendisliğiİstanbul Teknik ÜniversitesiUçak ve Uzay Mühendisliği Ana Bilim Dalı
PROF. DR. VEDAT ZİYA DOĞAN
- Fonksiyonel derecelendirilmiş ile tabakalı kompozit kirişlerin dinamik, stabilite ve statik analizleri
Dynamic, stability and static analyses of functionally graded and layered composite beams
OKAN KIRLANGIÇ
Yüksek Lisans
Türkçe
2020
İnşaat MühendisliğiBursa Teknik Üniversitesiİnşaat Mühendisliği Ana Bilim Dalı
DOÇ. DR. ŞEREF DOĞUŞCAN AKBAŞ
- Advanced modeling of nonlinear bending behavior in functionally graded graphene nanoplatelet reinforced composite structures
Fonksiyonel dereceli grafen nanolevha takviyeli kompozit yapılarda doğrusal olmayan eğilme davranışının ileri düzeyde modellenmesi
İSMAİL ÖNDER KARTAL
Doktora
İngilizce
2026
İnşaat Mühendisliğiİstanbul Teknik ÜniversitesiDeprem Mühendisliği Ana Bilim Dalı
PROF. DR. REHA ARTAN
- Fonksiyonel kademelendirilmiş sandviç plakaların balistik davranışı
Ballistic impact behaviors of functionally graded sandwich plates
MURAT AYDIN
Doktora
Türkçe
2014
Savunma ve Savunma TeknolojileriErciyes ÜniversitesiMakine Mühendisliği Ana Bilim Dalı
PROF. DR. MUSTAFA KEMAL APALAK
- Heterojen özelliklere sahip yapıştırıcı bağlantılarının elastik gerilme ve burkulma analizi
Elastic stress and buckling analysis of adhesively bonded joints with heterogeneous properties
MİNE USLU UYSAL
Doktora
Türkçe
2015
Makine MühendisliğiYıldız Teknik ÜniversitesiMakine Mühendisliği Ana Bilim Dalı
PROF. DR. UĞUR GÜVEN