Phase field fracture modeling of fatigue crack growth and ductile damage
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: SARIM WASEEM
Danışman: Tuncay Yalçinkaya
Açık Arşiv Koleksiyonu: AVESİS Açık Erişim Koleksiyonu
Özet:Çatlak modellenmesi, doğasında bulunan süreksizlikler nedeniyle hesaplama açısından zorlu bir görevdir. Faz alanı yönteminin karakteristik özellikleri, çatlak büyümesine yönelik bir yayılma arayüzü yaklaşımıyla bu sınırlamaların üstesinden gelir. Bu tezde, gevrek kırılma için faz alanı yaklaşımı, literatürde açıklanan mevcut yöntemlere dayanarak yorulma ve sünek kırılma konularını kapsayacak şekilde genişletilmiş ve daha karmaşık davranışları simüle etmek için bazı yeni özellikler eklenmiştir. İki yorulma modeli, çatlak büyümesi geciktirme fenomenini yakalamak için tasarlanmış ek özelliklerle simüle edilmiş ve bu daha önce faz alanı çerçevesinde incelenmemiştir. Birinci model için, yorulma hasar birikimi algoritması bir hasar eşiği içerecek şekilde değiştirilmiştir. Bu, çatlak kapanma etkilerini ve dolayısıyla aşırı yük nedeniyle çatlak büyümesini geciktirme etkilerini simüle etmek için yapılmıştır. İkinci model için, temsili bir yük temeline dayalı zamansal yorulma hasar birikimi sistemi simüle edilmiş ve tek çevrim aşırı yüklemelere yanıt olarak hareket eden bir bölge tabanlı çatlak geciktirme mekanizması da eklenmiştir. Bu özellikler, her iki modelin de gerçekçi bir şekilde gerilim bölgesine sınırlı karmaşık değişkenli yükleme durumlarını simüle etmesine olanak sağlar. Yorulma modellerinin, uygulanan aşırı yüklemelerin ardından çatlak büyümesini geciktirme yeteneğine sahip olduğu ve deneysel sonuçlarla farklı düzeylerde başarı oranlarına sahip olduğu bulunmuştur. Plastik deformasyona bağlı kırılmayı simüle etmek için üçüncü bir faz alanı modeli kullanılır. Klasik fenomenolojik ayrışmamış hasar modeli, bir faz alanı sünek kırılma çerçevesine dahil edilerek, karmaşık gerilim durumlarında plastik hasar gelişimini doğru bir şekilde yakalamasına ve daha hassas kalibrasyon yapmasına olanak tanır. Hasar eşiği, kritik hasar gerilimi etrafındaki hasarın evrimini kontrol etmek için uygulanır. Model, çeşitli referans örnekler için verilen parametre setine göre deneysel yük-deplasman tepkimelerini başarılı bir şekilde yeniden üretebilir.