Crystal plasticity based analysis of crack propagation at microscale by extended finite element method

---

Tezin Türü: Yüksek Lisans

Tezin Yürütüldüğü Kurum: Orta Doğu Teknik Üniversitesi, Mühendislik Fakültesi, Makina Mühendisliği Bölümü, Türkiye

Tezin Onay Tarihi: 2023

Tezin Dili: İngilizce

Öğrenci: UMUT YILMAZ

Danışman: Haluk Darendeliler

Açık Arşiv Koleksiyonu: AVESİS Açık Erişim Koleksiyonu

Özet:

Çatlak ilerlemesi geleneksel olarak makro ölçekteki analitik metotların kullanımı ile ele alınmaktadır. Çatlak ilerlemesi, dislokasyon hareketi ve kristal tanecik özellikleri arasındaki ilişkilerin malzeme mikro ölçeğinde incelenmesi çatlak ilerleme mekanizmasının daha iyi anlaşılmasını sağlar. Bu çalışmada, çatlak ilerlemesinin malzeme mikro ölçeğinde benzetimi amacıyla kristal plastisite bünye modeli ticari bir sonlu elemanlar yazılımına kullanıcı tanımlı bir alt program ile dahil edilmiştir. Tanecik özellikleri ve malzeme seçiminin çatlak büyüme davranışına etkileri farklı hasar kriterleri göz önünde bulundurularak incelenmiştir. Genişletilmiş sonlu elemanlar metodu (XFEM) başlangıç çatlağı da içeren modeller oluşturularak tek kristalli ve çok kristalli yapılarda çatlak ilerlemesinin analizi için kullanılmıştır. Bu analizlerde, yüzey merkezli kübik kristal yapılara sahip 316L paslanmaz çelik, AA2024 alüminyum alaşımı ve nikel bazlı süperalaşım (MD2) malzemelerinden yapılmış levhalar yarı statik yüklemeye tabi tutulmuştur. Analiz sonuçları çatlak ilerlemesi davranışının tane yönüne, tane boyutuna ve pekleşme ve anizotropik katılık gibi içsel malzeme özelliklerine bağlı olduğunu göstermiştir.