A unified framework for damage & fracture in rubber-like materials
Kauçuk benzeri malzemelerde hasar ve kırılma için birleşik bir çerçeve
- Tez No: 973759
- Danışmanlar: PROF. DR. HÜSNÜ DAL
- Tez Türü: Yüksek Lisans
- Konular: Makine Mühendisliği, Mechanical Engineering
- Anahtar Kelimeler: Hiperelastik, Hiperelastik malzemeler, Vulkanize kauçuk, Yapısal hasar, Zincir kırılması, Hyperelastic, Hyperelastic materials, Vulcanized rubber, Structural damage, Chain scission
- Yıl: 2025
- Dil: İngilizce
- Üniversite: Orta Doğu Teknik Üniversitesi
- Enstitü: Fen Bilimleri Enstitüsü
- Ana Bilim Dalı: Makine Mühendisliği Ana Bilim Dalı
- Bilim Dalı: Belirtilmemiş.
- Sayfa Sayısı: Belirtilmemiş.
Özet
Kauçuk benzeri malzemeler endüstride önemli ve kapsamlı bir role sahiptir. Kauçuk malzemeler, mikro yapıları nedeniyle döngüsel yükleme altında genellikle daha yumuşak hale gelir ve bu tür yumuşama Mullins hasarı olarak bilinir. Gerilimdeki azalma, hasarla ilişkili bir tepki olarak kabul edilebilir ve bu hasarın evrimi, doğru malzeme karakterizasyonu için önemlidir. Malzemenin dayanımını tanımlayan bir diğer kritik hasar parametresi de kırılma koşuludur. Bu tez, kauçuk benzeri malzemelerde hasar ve kırılma için birleşik bir yaklaşım önermektedir. Malzemelerin davranışı; polimer moleküler yapısının çapraz bağ (CC) ve parçacık-parçacık (PP) kısımlarına ayrıştırıldığı mikromekanik motivasyonlu model ile açıklanmaktadır. Çapraz bağ (CC) kısmı, faz alanı hasar evriminden sorumlu olan genişletilmiş sekiz zincirli bir modelle modellenmiştir ve Mullins hasarından sorumlu olan parçacık-parçacık (PP) kısmı, mikroküre modelinin dahil edildiği afin serbest ağ teorisiyle ifade edilmiştir. Mullins davranışı, ilgili kısmın geçmiş hasarı ve enerjisiyle birlikte gelişmektedir. Kauçuk malzemelerdeki kırılma mekanizması, enerji tabanlı bir hasar kriterinin kullanıldığı bir çatlak faz alanı yaklaşımı kullanılarak modellenmiştir. Faz alanı çerçevesi içindeki hasar evrimi, çapraz bağ (CC) kısmının serbest enerji fonksiyonu aracılığıyla malzeme tepkisini modüle eden Hermitian polinom formunda ayarlanabilir bir bozunma fonksiyonu ile oluşmaktadır.
Özet (Çeviri)
Rubber-like materials have a crucial and extensive role in industry. Rubber materials generally become softer under cyclic loading due to their microstructure, a phenomenon known as Mullins damage. The stress reduction can be regarded as a damage-related response, and the evolution of this damage is essential for accurate material characterization. The prediction of failure is another critical damage condition that defines the capacity of the material. This thesis proposes a unified framework for damage and fracture in rubber-like materials. The behavior of materials is explained with the micro-mechanical motivated model where polymer molecular structure is decomposed into the crosslink-to-crosslink (CC) and the particle-to-particle (PP) parts. The crosslink-to-crosslink (CC) part is modeled with an extended eight-chain model, which is responsible for phase-field damage evolution, and the particle-to-particle (PP) part, which is responsible for Mullins damage, is expressed by affine free-network theory with a microsphere model. The Mullins damage response evolves with historical damage and the energy of the responsible part. The fracture mechanism in rubber materials can be modeled using a crack phase-field approach, where an energy-based failure criterion is employed. The evolution of damage within the phase-field framework is governed by a tunable degradation function of Hermitian polynomial form, which modulates the material response through the free energy function of the crosslink-to-crosslink (CC) part.
Benzer Tezler
- Towards online defect detection for adhesively bonded aerospace skin-spar interfaces
Havacılık yapılarındaki yapıştırıcı ile birleştirilmiş kabuk-kiriş arayüzeylerinde çevrimiçi hasar tespiti
BERKAN HALICI
Yüksek Lisans
İngilizce
2026
Makine Mühendisliğiİstanbul Teknik ÜniversitesiMakine Mühendisliği Ana Bilim Dalı
DR. ÖĞR. ÜYESİ KORHAN ŞAHİN
- Development of Alternative Optimization Benchmarks for Geodesic Dome and Implementation of Structural Health Monitoring based Finite Element Model-Updating
Jeodezik Kubbeler İçin Alternatif Optimizyon Ölçütlerinin Geliştirilmesi ve Yapisal Sağlik Takibi Tabanli Sonlu Eleman Modeli Güncellenmesinin Uygulamanmasi
AHMED MOHAMMED SHIRWA
Doktora
İngilizce
2025
İnşaat MühendisliğiErciyes Üniversitesiİnşaat Ana Bilim Dalı
DR. ÖĞR. ÜYESİ MÜSLÜM KILINÇ
- Ann-assisted numerical modelling of lifetime estimation for single crystals in turbine blades
Türbin kanatlarinda tek kristallerin ömür tahmini için yapay sinir aği destekli sayisal modellemesi
UTKU KAFTANCIOĞLU
Doktora
İngilizce
2025
Makine MühendisliğiAtılım ÜniversitesiMakine Mühendisliği Ana Bilim Dalı
PROF. DR. ÖZGÜR ASLAN
- Kimyasal tanker terminallerinde operasyonel risk değerlendirmesi: bütünleşik ahp ve topsıs yöntemi ile bir model önerisi
Operational risk assessment in chemical tanker terminals: a model proposal using integrated ahp and topsis method
BURAK KAPLAN
Yüksek Lisans
Türkçe
2026
Denizcilikİstanbul Teknik ÜniversitesiDeniz Ulaştırma İşletme Mühendisliği Ana Bilim Dalı
DOÇ. DR. BURAK ZİNCİR
- Seısmıc fragılıty and rısk assessment of transportatıon tunnels ın Marmara and aegean regıons of Türkiye
Türkiye'nin Marmara ve Ege bölgelerindeki ulaşım tünellerinin sismik kırılganlık ve risk değerlendirmesi
ABDULLAH ONUR USTAOĞLU
Doktora
İngilizce
2026
İnşaat MühendisliğiHacettepe Üniversitesiİnşaat Mühendisliği Ana Bilim Dalı
PROF. DR. BERNA UNUTMAZ
PROF. DR. CANDAN GÖKÇEOĞLU