Modeling of single crystal superalloys under severe thermomechanical loadings
Tek taneli süper alaşımların zorlu termomekanik yükleme koşulları altında modellenmesi
- Tez No: 983921
- Danışmanlar: PROF. DR. ÖZGÜR ASLAN
- Tez Türü: Doktora
- Konular: Makine Mühendisliği, Mechanical Engineering
- Anahtar Kelimeler: Belirtilmemiş.
- Yıl: 2025
- Dil: İngilizce
- Üniversite: Atılım Üniversitesi
- Enstitü: Fen Bilimleri Enstitüsü
- Ana Bilim Dalı: Makine Mühendisliği Ana Bilim Dalı
- Bilim Dalı: Makine Mühendisliği Bilim Dalı
- Sayfa Sayısı: Belirtilmemiş.
Özet
Bu tez, nikel esaslı tek kristal süperalaşımlarda çevrimsel yükleme altında yorulma çatlağı başlama ve ilerlemesini modellemek amacıyla bir hesaplamalı çerçeve geliştirmektedir. Tam örtük kristal plastikliği modeli, gradyanla düzenlenmiş mikrohasar kontinuumu ve sünek kırılma için faz alanı yaklaşımıyla birleştirilmiştir. Mikrohasar modeli, içsel bir uzunluk ölçeği tanımlayarak ağdan bağımsız sonuçlar üretmekte ve deneysel çatlak dallanma davranışını başarılı şekilde yakalamaktadır. Bu modelin üç boyutlu genişletilmesi, gerilme üç eksenliğinin ve plastik kayma birikiminin rolünü ortaya koymaktadır. Ayrıca faz alanı yöntemi, önceden tanımlanmamış çatlak yollarını tutarlı biçimde simüle edebilmektedir. Her iki yöntem birlikte ele alındığında, yorulma ömrü tahmini için güçlü ve esnek bir modelleme altyapısı sunmaktadır. Özellikle havacılık uygulamaları için gerilme yığılmalarının ve lokal plastikleşmenin doğru modellenmesi açısından büyük önem taşımaktadır. Gelecek çalışmalar, sünme etkisi, ısıl bağlaşım ve polikristal yapıların modele entegre edilmesi yönünde olacaktır.
Özet (Çeviri)
This thesis develops a computational framework for modeling fatigue crack initiation and growth in nickel-based single crystal superalloys under cyclic loading. A fully implicit crystal plasticity model is coupled with two damage regularization approaches: a gradient-enhanced microdamage continuum and a phase-field formulation for ductile fracture. The microdamage model introduces an internal length scale, enabling mesh-independent simulations that capture fatigue crack branching consistent with experimental observations. Its extension to three dimensions offers new insights into the roles of stress triaxiality and plastic slip accumulation. The phase-field method, implemented as a complementary approach, provides a robust and consistent way to simulate complex fracture paths without predefined geometry. The combined modeling strategies form a versatile platform for fatigue life prediction, especially valuable for aerospace applications where accurate simulation of stress concentrations and localized deformation is essential. Future work includes incorporating creep effects, thermal coupling, and polycrystalline structures to enhance model applicability.
Benzer Tezler
- 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
- Integrated computational alloy design, single crystal growth, and characterization of nickel base superalloys
Nıkel esaslı süperalaşımların entegre hesaplamalı alaşım tasarımı, tek krıstal olarak üretımı ve karakterızasyonu
MEHDI MONTAKHABRAZLIGHI
Doktora
İngilizce
2018
Makine MühendisliğiBoğaziçi ÜniversitesiMakine Mühendisliği Ana Bilim Dalı
DOÇ. DR. ERCAN BALIKCİ
- Numerical modeling of hydrogen embrittlement on single crystals
Tek kristallerde hidrojen gevrekleşmesinin sayısal modellenmesi
CANER ÇAMALAN
Doktora
İngilizce
2025
Makine MühendisliğiAtılım ÜniversitesiMakine Mühendisliği Ana Bilim Dalı
PROF. DR. ÖZGÜR ASLAN
- Modeling the roles of micro-deformation mechanisms on the deformation response of high-manganese austenitic steel single and polycrystals deformed under tensile and impact loading
Çekme ve darbe yükleri altındaki tek ve çok kristalli yüksek manganlı östenitik çeliklerde mikro-deformasyon mekanizmalarının deformasyon davranışındaki rollerinin modellenmesi
CEMRE ÖZMENCİ
Yüksek Lisans
İngilizce
2015
Makine MühendisliğiKoç ÜniversitesiMakine Mühendisliği Ana Bilim Dalı
DOÇ. DR. DEMİRCAN CANADİNÇ
- Tek ve çok eklemli GAAS/Sİ güneş hücrelerinin iki boyutlu modellenmesi ve optimizasyonu
2-dimensional modeling and optimization of single junction and multijunction GAAS/Sİ solar cells
TAHİR KARADAĞ
Yüksek Lisans
Türkçe
2019
Elektrik ve Elektronik MühendisliğiMaltepe ÜniversitesiElektrik-Elektronik Mühendisliği Ana Bilim Dalı
DOÇ. DR. NEVİN TAŞALTIN