Fonksiyonel Dereceli Plakaların Burkulma Davranışlarının Sonlu Elemanlar Yöntemi ile İncelenmesi
Tezin Türü: Doktora
Tezin Yürütüldüğü Kurum: Ondokuz Mayıs Üniversitesi, Mühendislik Fakültesi, Makine Mühendisliği Bölümü, Türkiye
Tezin Onay Tarihi: 2021
Tezin Dili: Türkçe
Öğrenci: Nihat CAN
Danışman: Naci Kurgan
Açık Arşiv Koleksiyonu: AVESİS Açık Erişim Koleksiyonu
Özet:Bu çalışmada, Fonksiyonel Derecelendirilmiş Malzemelerden (FDM) yapılmış, Fonksiyonel Derecelendirilmiş Plakaların (FDP) mekanik yükler etkisindeki burkulma davranışları sayısal olarak incelenmiştir. Fonksiyonel derecelendirilmiş malzemeler, yüksek mukavemet ve termal şoklara dayanıklı olma özellikleri ile ileri teknoloji malzemeleri arasında önemli bir yere sahiptirler. Fonksiyonel derecelendirilmiş plakalar günümüzde uzay ve uçak sanayi olmak üzere gemi ve inşaat gibi çok çeşitli sektörlerde kullanılmaktadır. Gerçekleştirilen tez çalışması ile fonksiyonel derecelendirilmiş plakaların eksenel bası yükleri altında tepkileri araştırılmış ve burkulma analizleri dikkate alınarak analitik denklemler çözümlenmiştir. Fonksiyonel derecelendirilmiş plakaların analizinde sonlu elemanlar yöntemi kullanılmıştır. Ayrıca ANSYS® paket programı kullanılarak fonksiyonel derecelendirilmiş plakalarda burkulma analizleri yapılmıştır. Fonksiyonel derecelendirilmiş plakaların farklı sınır şartlarına bağlı olarak kritik burkulma değerleri araştırılmıştır. Bu çalışmada, fonksiyonel dereceli malzemeyi oluşturan malzemeler olarak, alüminyum, seramik ve zirkonyum ele alınmıştır. Plakanın sonlu eleman denklemini elde etmek için ince plaka teorisi kullanılmıştır. Fonksiyonel dereceli plakanın malzeme derecelendirme fonksiyonu olarak güç yasası dikkate alınmıştır. Fonksiyonel derecelendirilmiş plakanın derecelendirilmesi hem kalınlık, hem de uzunluğu yönünde ele alınmıştır. Daha sonra ise plakanın geometrisi değiştirilerek yamuk bir plaka için mekanik burkulma analizleri gerçekleştirilmiştir. Gerçekleştirilen çalışmalarla, fonksiyonel derecelendirilmiş plakaların en-boy oranlarının kritik burkulma değerlerinde önemli rol oynadığı, düzlem içi yükler altında plakanın kararlılığının en-boy oranı arttıkça azaldığı ve plaka kalınlığının artmasıyla kritik burkulma değerlerinin de arttığı gözlemlenmiştir. Çalışmada elde edilen sayısal sonuçlar, literatürdeki mevcut sonuçlarla karşılaştırılarak doğrulanmıştır. Bu çalışmanın, yapı elemanı olan plakaların dizaynında, burkulma problemlerine karşı yardımcı olacağı öngörülmektedir. Çalışmada kullanılan yöntem ise farklı geometriler ve farklı malzeme bileşimleri için geniş çalışma alanı sunabilecektir