Multi-layer models for moving contact problems of graded materials and multiferroics
Derecelendirilmiş malzemelerin ve multiferroiklerin hareketli temas problemleri için çok katmanlı modelleri
- Tez No: 847225
- Danışmanlar: PROF. DR. SERKAN DAĞ
- Tez Türü: Doktora
- Konular: Makine Mühendisliği, Mechanical Engineering
- Anahtar Kelimeler: Belirtilmemiş.
- Yıl: 2024
- Dil: İngilizce
- Üniversite: Orta Doğu Teknik Üniversitesi
- Enstitü: Fen Bilimleri Enstitüsü
- Ana Bilim Dalı: Makine Mühendisliği Ana Bilim Dalı
- Bilim Dalı: Belirtilmemiş.
- Sayfa Sayısı: 230
Özet
Bu çalışmada iki boyutlu ortamdaki çeşitli akıllı sistemlerde rijit zımbaların elastodinamik temas problemleri için bir çözüm yöntemi geliştirilmiştir. Ele alınan kompozit yapılar her zaman homojen bir elastik alt yüzeyden ve bu yüzeyi koruyan tek katman veya çoklu katmanlar içeren bir kaplamadan oluşmaktadır. Endüstride karşılaşılan aşınmaya dirençli kaplamalar heterojen yapıya sahiptirler ve kaplamaların özellikleri derecelendirilme fonksiyonları ile tanımlanır. Bu kaplamaların analitik temas çözümleri genellikle tek katmanlı ve katmanın derinliği yönünde üssel fonksiyonla derecelendirilmiş kaplamalara odaklanmıştır çünkü diferansiyel denklemlerin çözümünde üssel fonksiyon ile çalışmak daha kolaydır. Fakat bu varsayım kısıtlamalarından ötürü gerçekte yeterli değildir çünkü derecelendirilme fonksiyonu herhangi bir fonksiyon olabilir. Rastgele derecelendirilme fonksiyonlarının oluşturduğu matematiksel zorlukların üstesinden kaplamanın homojen çok-katmanlı modelleme (HÇKM) yöntemi ile ayrıklaştırılmasıyla gelinir. Yapının homojenleştirilmesinin ardından formülasyon düzlemsel elastodinamiğin dalga ve kaplama türüne göre Maxwell denklemlerine dayandırılmıştır. Her katmanı kendi içindeki sınır koşulları ile inceleyerek ve Galile ve Fourier Dönüşüm tekniklerini uygulayarak dört farklı zımba için temas problemine ait tekil integral denklemi türetilir. Sonraki aşamada çıktıları elde etmek için bu denklem sayısal olarak Jacobi açılım-sıralama yöntemiyle çözülmüştür. Ana vurgu kaplama türünün, zımba hızının, kaplama kalınlığı-temas uzunluğu oranının ve dinamik sürtünme katsayısının temas gerilmeleri, elektriksel yer değiştirme ve manyetik indüksiyon üzerindeki etkilerinin incelenmesidir.
Özet (Çeviri)
In the present work, a solution method for the elastodynamic contact problems of rigid punches is developed for several smart systems in two dimensional medium. The considered composite structures always comprise a homogeneneous elastic substrate covered by a coating involving single layer or many sub-layers. The wear resistant coatings encountered in the industry possess heterogeneous structure and their properties are defined by gradation functions. Analytical contact solutions of such coatings generally focus on a single layer coating with exponential gradation through the depth of the coating as it is easier to work with the exponential function in the solution of differential equations. Yet, this assumption lacks in reality due to its limitations since the gradation function can be any function. The mathematical challenges of the random gradation functions are overcome by the discretization of the coating with homogeneous multi-layer modelling (HMLM) method. After homogenization of the structure, the formulation is based on the wave equations of plane elastodynamics and Maxwell's equations depending on the coating type. By examining each layer with its own boundary conditions and applying Galilean and Fourier Transform techniques, the singular integral equation of the contact problem is derived for four different punches. In the next step, this equation is numerically solved by Jacobi expansion-collocation method to obtain the outputs. The main emphasize is the investigation of the influences of the coating type, the speed of the punch, the coating thickness-to-contact length ratio and the coefficient of dynamic friction on contact stresses, electric displacement and magnetic induction.
Benzer Tezler
- Kanat profili üzerinde oluşan buzun iki boyutta matematiksel modellenmesi ve sayısal çözümü
Two dimensional mathematical modelling and numerical solution of accumulated ice on wing profiles
RAMAZAN DÖKME
Yüksek Lisans
Türkçe
2019
Uçak Mühendisliğiİstanbul Teknik ÜniversitesiUçak ve Uzay Mühendisliği Ana Bilim Dalı
PROF. DR. AHMET CİHAT BAYTAŞ
- Computational aerodynamic analysis of flow around Apollo reentry capsule with anisotropic mesh adaptation
Anisotropik mesh adaptasyonu ile Apollo yeniden giriş kapsül çevresindeki akışın hesaplamalı aerodinamik analizi
BADAMASI BABAJI
Yüksek Lisans
İngilizce
2021
Havacılık Mühendisliğiİstanbul Teknik ÜniversitesiUçak ve Uzay Mühendisliği Ana Bilim Dalı
PROF. DR. MEHMET ŞAHİN
- Gama geçirgenlik prensibi ile malzemelerin ağırlıklarının ölçülmesi
Weight measurements by using gama transmission principle
S.ÜNAL ÖZTÜRK
Yüksek Lisans
Türkçe
1997
Nükleer Mühendislikİstanbul Teknik ÜniversitesiElektrik Mühendisliği Ana Bilim Dalı
PROF. DR. ALİ NEZİHİ BİLGE