Progressive failure analysis of unidirectional composites through mean-field homogenization and mixed-mode phase field fracture approach

---

Tezin Türü: Doktora

Tezin Yürütüldüğü Kurum: Orta Doğu Teknik Üniversitesi, Fen Bilimleri Enstitüsü, HAVACILIK VE UZAY MÜHENDİSLİĞİ ANABİLİM DALI, Türkiye

Tezin Onay Tarihi: 2024

Tezin Dili: İngilizce

Öğrenci: MERT ATASOY

Danışman: Altan Kayran

Açık Arşiv Koleksiyonu: AVESİS Açık Erişim Koleksiyonu

Özet:

Bu çalışma Miehe ve diğerleri'nin sunmuş olduğu gerinim eşik değeri kriteri ile tanımlanan AT2 faz alanı yönteminin üzerine kurulmuş yeni bir çok yönlü faz alanı modelini sunmaktadır. Bu yöntem çatlak genişliği değişkeninden bağımsız sonuçlar sunarken, ortalama-alan homojenizasyonu yöntemiyle birlikte uyum içinde kullanılarak tek yönlü kompozit malzemelerin çoklu ölçekte analiz edilip ilgili malzeme özelliklerinin başarıyla elde edilmesinde kullanılmıştır. Heterojen modellerdeki uygulama zorlukları ve buralardaki geometrik kısıtları da göz önüne alarak uygulanan yöntem ile yüksek fiber yoğunluklu mikro modellerde de tutarlı sonuçlar alınması mümkün olmaktadır. Elde edilen bulgular, faz alanın periodik kısıtlarla modellenmesinin özellikle karışık yükleme koşullarında alınan sonuçların hassas ve gerçekçi olması için önemli olduğunu göstermiştir. Ayrıca, çalışmada çok yönlü faz alanı modelinin basınç yükü altındaki çok sayıda fiber içeren mikro yapıların analizlerine yer verilmiş ve önerilen yöntem ile elde edilen sonuçların var olan yöntemlere göre test verileriyle daha uyumlu olduğu görülmüştür. Bahsi geçen yöntem ile hasar zarflarının oluşturulması için çok sayıda rastgele model kullanılmış ve kompozit malzemelerde hasar tahminlerinin etkin bir biçimde gerçekleştirilebildiği gösterilmiştir. Son durumda, oluşturulan hasar modelinin geleneksel yöntemlere göre daha korumacı olduğu görülse de, gerçekleştirilen gösterimde umut vadeden sonuçlar elde edildiği ve günlük mühendislik uygulamalarında yararlı olabileceği gösterilmiştir.