Numerical study of adhesively bonded dissimilar materials
Yapıştırıcı ile bağlanmış farklı malzemelerin numerik çalışması
- Tez No: 974514
- Danışmanlar: PROF. DR. HALUK DARENDELİLER, DOÇ. DR. ŞEHRAM DİZECİ
- Tez Türü: Yüksek Lisans
- Konular: Makine Mühendisliği, Mechanical Engineering
- Anahtar Kelimeler: Belirtilmemiş.
- 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
Yapıştırıcılar, savunma ve havacılık gibi endüstrilerde, geleneksel yöntemler yerine, çeşitli malzemeleri birleştirmek için kullanılır. Yapıştırıcıların geleneksel bağlantı elemanlarına göre temel avantajları, daha düşük bağlantı ağırlığı, düzgün gerilme dağılımı, titreşim ve şokun sönümlenmesi ve farklı malzemeleri birbirine bağlamasıdır. Bu avantajları nedeniyle, endüstrilerde farklı tasarım problemlerine çözüm haline gelmişlerdir. Bu nedenle, yapıştırıcıların davranışlarını anlamak ve hasarlarını tahmin etmek için çeşitli çalışmalar yürütülmüştür; ancak farklı malzemelerin birleştirilmesi, yapıştırıcıyla bağlanmış bağlantıların analizini karmaşıklaştırmaktadır. Bu tez, yapışan farklı malzemelere sahip tek bindirmeli bağlantılarda kullanılan bir yapıştırıcı için farklı malzeme modellerini sayısal olarak araştırmayı ve sonuçlarını karşılaştırmayı amaçlamaktadır. Sünek epoksi esaslı bir yapıştırıcı olan Araldite 2015, 304 paslanmaz çelik, 7075-O alüminyum alaşımı ve karbon fiber takviyeli polimer olmak üzere üç farklı yapışan malzemenin oluşturduğu tek bindirmeli bağlantılarda bağlama malzemesi olarak kullanılmıştır. Yapıştırıcı için von-Mises akma kriteri ile doğrusal parçalı pekleşme, Drucker-Prager akma kriteri ile doğrusal parçalı pekleşme, von-Mises akma kriteri ile Johnson-Cook pekleşme ve Ogden hiperelastik modelleri, malzeme modelleri olarak kullanılmıştır. Sonlu elemanlar yazılımına eklenen Kohezyon Bölgesi Modeli ve kullanıcı alt programları aracılığıyla uygulanan sünek kırılma kriterleri, yapıştırıcıyla birleştirilmiş bağlantıların hasarını tahmin etmek için kullanılmıştır. Ayrıca, bu tez, Ayada sünek kırılma kriterinin değiştirilmiş bir versiyonunu ve yapıştırıcı için iki kohezif tabaka ile elastoplastik bir tabaka kullanan birleşik bir sayısal modeli önermektedir. Sonuçların karşılaştırılması, değiştirilmiş Ayada sünek kırılma kriterinin hasar tahmininde önemli bir iyileşme sağladığını ortaya koymaktadır.
Özet (Çeviri)
Adhesives are used in industries such as defense and aerospace to bond various materials instead of conventional methods. The main advantages of adhesives on conventional fasteners are lower joint weight, uniform stress distribution, damping of vibration and shock, and bonding dissimilar materials. Because of these advantages, they have become a solution to different design problems in industries. Therefore, various studies have been carried out to understand behavior of adhesives and predict their failure; however, bonding different materials complicates the analysis of adhesively bonded joints. This thesis aims to investigate different material models numerically for an adhesive used in single-lap joints with dissimilar adherends and to compare the results. Araldite 2015, a ductile epoxy-based adhesive, is used as the bonding material in single-lap joints formed by three different adherends that are 304 stainless steel, 7075-O aluminum alloy, and carbon fiber reinforced polymer. Piecewise hardening with von-Mises yield criterion, piecewise hardening with Drucker-Prager yield criterion, Johnson-Cook hardening with von-Mises yield criterion, and Ogden hyperelastic models for the adhesive are employed as material models. The Cohesive Zone Model, built into the finite element software, and ductile fracture criteria, implemented via user subroutines, are used to predict the failure of adhesively bonded joints. Furthermore, this thesis proposes a modified version of the Ayada ductile fracture criterion and a combined numerical model that uses an elastoplastic layer with two cohesive layers for the adhesive. The comparison of the results reveals that the modified Ayada ductile fracture criterion leads to considerable improvement in failure prediction.
Benzer Tezler
- Numerical investigation of adhesively bonded metal structures subjected to impact loads using Ls-Dyna
Yapıştırma bağlantı kullanan metal yapıların darbe yükü altında Ls-Dyna ile numerik incelenmesi
ÜMRAN TÜRKAN
Yüksek Lisans
İngilizce
2025
Savunma ve Savunma Teknolojileriİstanbul Teknik ÜniversitesiSavunma Teknolojileri Ana Bilim Dalı
PROF. DR. VEDAT ZİYA DOĞAN
- Effects of various parameters on the strength and failure mode of bolted, bonded and hybrid single lap joints: An experimental and numerical study
Civata, yapıştırıcı ve hibrid tek tesirli bağlantıların mukavemeti ve kırılma modlarına farklı parametrelerin etkileri: Deneysel ve nümerik çalışma
MOSSA EL ZAROUG
Doktora
İngilizce
2018
Makine MühendisliğiTürk Hava Kurumu ÜniversitesiMakine ve Uçak Mühendisliği Ana Bilim Dalı
DOÇ. DR. MURAT DEMİRAL
- Failure analysis of adhesively bonded cfrp joints
Yapıştırmalı kompozit bağlantıların hasar analizi
SEDA DAYLAN
Yüksek Lisans
İngilizce
2022
Havacılık ve Uzay Mühendisliğiİstanbul Teknik ÜniversitesiUçak ve Uzay Mühendisliği Ana Bilim Dalı
PROF. DR. ZAHİT MECİTOĞLU
- Yapıştırıcı ile birleştirilmiş bağlantıların düşük hızlı darbe davranışları
Lowspeed impact behaviors of the adhesively bonded joints
MUSTAFA YILDIRIM
Doktora
Türkçe
2011
Makine MühendisliğiErciyes ÜniversitesiMakine Mühendisliği Ana Bilim Dalı
PROF. DR. M. KEMAL APALAK
- Damage mode analysis of dissimilar CFRP-metal single-lap joints using cohesive zone modeling
Kohezif bölge modeli kullanilarak farkli malzemeli CFRP-metal tek tesirli yapiştirma eklemlerin hasar modu analizi
BURAK ŞAHİN
Yüksek Lisans
İngilizce
2026
Makine MühendisliğiTed ÜniversitesiMakine Mühendisliği Ana Bilim Dalı
DOÇ. DR. ŞEHRAM DİZECİ