Çatlak içeren ön gerilmeli şeritte çatlak ucunda oluşan gerilme şiddeti faktörünün belirlenmesi

Abstract

Bu çalışmada, anizotrop şerit-levhadaki makro çatlak uçlarında oluşan kırılma parametrelerine ön gerilmenin etkisi, farklı geometrik ve malzeme parametreleri için incelenmiştir. İncelemeler Üç Boyutlu Lineerize Edilmiş Elastisite Teorisi çerçevesinde düzlem şekil değiştirme durumunda yapılmıştır. Ele alınan sınır değer problemleri, sonlu elemanlar yöntemi yardımıyla sayısal olarak çözülmüştür. Sonlu elemanlar yöntemi modellemesinde, çatlak ucu bölgesinde altı nodlu tekil üçgen sonlu elemanlar, geri kalan kısımda dokuz nodlu standart dikdörtgen sonlu elemanlar kullanılmıştır. Kırılma parametreleri, enerji yöntemi kullanılarak belirlenmiştir.Tez'de, kırılma parametresi olarak gerilme şiddeti faktörü (K) ve enerji boşalma oranı (G)kullanılmıştır. Çatlak şerit-levhanın merkezinde konumlandığında gerilme şiddeti faktörü (K),bunun dışındaki konumları için enerji boşalma oranı (G) belirlenmiştir. Enine izotropmalzeme için gerilme şiddeti faktörü (K)'nün 1. ve 2. mod değerleri, ortotrop malzeme için ise 1. mod değerleri ele alınmıştır. Bu durumlarda, ön şekil değiştirmelerin küçük olduğu velineer elastisite teorisi çerçevesinde belirlenebileceği kabul edilmiştir. Ayrıca ön şekil değiştirmenin sonlu olduğu durumlarda, mekanik bağıntıları harmonik tipli potansiyelle verilen hiperelastik malzemeler göz önüne alınmıştır. Ele alınan problemlerde ön şekil değiştirme durumu, Guz (1991)'de verilen kabulleri sağlayacak şekilde seçilmiştir.Çok sayıda yeni sayısal sonuçları elde etmek için gerekli algoritma ve programlar FTN77'de tarafımızdan yapılmıştır. Ön şekil değiştirmenin göz önüne alınmadığı özel durumlarda bu sonuçlar uygun bilinen sonuçlar ile uzlaşmaktadır.Yapılan araştırmalar, pek çok özel durumda Kırılma Mekaniği için ilk teşebbüsleri oluşturmaktadır.