Numerical Implementation of a Strain Gradient Plasticity Model Coupled with Nonlocal Damage
Tezin Türü: Yüksek Lisans
Tezin Yürütüldüğü Kurum: Orta Doğu Teknik Üniversitesi, Mühendislik Fakültesi, Havacılık Ve Uzay Mühendisliği Bölümü, Türkiye
Tezin Onay Tarihi: 2024
Tezin Dili: İngilizce
Öğrenci: İZZET ERKİN ÜNSAL
Danışman: Tuncay Yalçinkaya
Açık Arşiv Koleksiyonu: AVESİS Açık Erişim Koleksiyonu
Özet:Bu tez, boyuta bağlı plastik deformasyon ve yerel olmayan hasar etkilerini yakalamak için düşük dereceli bir gerinim gradyan plastisite modelinin uygulanmasını sunmaktadır. Etkin plastik gerinim gradyanını hesaplamak için iki yöntem kullanılmıştır: integrasyon noktalarındaki plastik gerinim değerlerini kullanan interpolasyon yöntemi ve plastik gerinimin düğüm değerlerini kullanan ekstrapolasyon yöntemi. Ekstrapolasyon yöntemi, özellikle keskin sınırlar veya malzeme arayüzleri içeren durumlarda, daha güçlü malzeme tepkilerine yol açan daha yüksek plastik gerilme gradyanlarını tutarlı bir şekilde tahmin etmiştir. Bununla birlikte, her iki yöntem de daha basit problemlerde benzer genel eğilimler sergilemiştir. Gerinim gradyanı çerçevesi, hacimsel bir ortalama şeması aracılığıyla yerel olmayan hasar etkilerini içerecek şekilde genişletilmiştir. Gerinim gradyanlarından kaynaklanan sertleşme ile hasardan kaynaklanan yumuşama arasındaki etkileşim çeşitli sayısal simülasyonlarda incelenmiştir. Sonuçlar, hasar uzunluk ölçeğinin artmasının daha dağınık hasar bölgelerine yol açtığını göstermiştir. Keskin çatlakların olduğu problemlerde, plastisite ile ilişkili uzunluk ölçeğinin artırılması, çatlak ucunda gelişen yoğun gerinim gradyanları nedeniyle başarısızlığı hızlandırmıştır. Buna karşılık, küt uçlu çatlaklı problemlerde, aynı uzunluk ölçeği plastik deformasyonun lokalizasyonunu dağıtarak kırılmayı geciktirmiştir. Genel olarak, çerçeve, hem geometriye hem de yükleme koşullarına bağlı olarak malzeme hasarını belirleyen karmaşık mekanizmaları başarılı bir şekilde yakalamaktadır. Gerinim gradyanı ve yerel olmayan hasar etkilerinin dahil edilmesi, boyuta bağlı davranış ve hasar gelişiminin modellenmesi için çok yönlü bir araç sağlamaktadır.