Homogenization of nanocomposites with agglomerating particles using embedded element method
Tezin Türü: Yüksek Lisans
Tezin Yürütüldüğü Kurum: Orta Doğu Teknik Üniversitesi, Mühendislik Fakültesi, Havacılık Ve Uzay Mühendisliği Bölümü, Türkiye
Tezin Onay Tarihi: 2023
Tezin Dili: İngilizce
Öğrenci: ALPEREN DEMİRTAŞ
Danışman: Ercan Gürses
Açık Arşiv Koleksiyonu: AVESİS Açık Erişim Koleksiyonu
Özet:Kompozit malzemeler üstün ve ayarlanabilir özelliklerinden dolayı farklı endüstrilerde kullanılmaktadır. Öte yandan analitik yaklaşımlar ve testler mekanik özelliklerinin hesaplanmasında zorlu ve yetersizdir. Bu nedenle homojenleştirilmiş etkin özellikleri hesaplamak için kesin ve etkili prosedürler kullanılmalıdır. Bu çalışmanın amacı nanokompozitlerin etkin mekanik özelliklerini verimli ve hassas bir şekilde hesaplamak için bir çerçeve oluşturmaktır. Etkin özellikleri hesaplarken dikkate alınması gereken önemli bir nokta, topaklanma etkisidir. Topaklanmanın genellikle nanokompozitlerin mekanik özelliklerine negatif yönde bir etkisi olur. Amaca ulaşırken çeşitli yöntemler kullanılmakta ve hesaplama sürecini kolaylaştırmak için algoritmalar yazılmaktadır. Temsili hacim elemanlarının kullanılması ve gömülü eleman yönteminin kullanılması, modelleme çabasını ve hesaplama maliyetini azaltır. Yöntemlerin etkinliğini ve güvenilirliğini kanıtlamak için çok sayıda çalışma yapılmıştır. Söz konusu yaklaşımların yakınsama çalışmaları sonrasında uyumlu sonuçlar verdiği kanıtlandıktan sonra çalışmaların sonuçları sunulmaktadır. Topaklanmalar matrisin içinde daha büyük küreler halinde oluşturulur. Birbirine yakın parçacıklar kaldırılır ve seçilen parçacıkların yerine topaklanmalar yerleştirilir. Topaklanmanın mekanik özellikleri ters karışım kuralı kullanılarak belirlenir. Topaklanmaların etkisi, hesaplamalı homojenleştirme yöntemi kullanılarak topaklanan ve topaklanmayan vakaların homojenleştirilmiş elastik özelliklerinin karşılaştırılması yoluyla gözlemlenir. Ayrıca parçacık boyutu ile topaklanmaların mekanik özellikler üzerindeki etkisini gösteren bir çalışma yapılmıştır. Son olarak sonuçlar literatürle karşılaştırılmış ve elastik özellikler üzerinde benzer negatif eğilimler gözlemlenmiştir.