Tez No İndirme Tez Künye Durumu
201809
A finite elements based approach for fracture analysis of welded joints in construction machinery / İş makinalarındaki kaynaklı bağlantıların sonlu elemanlara dayalı bir yaklaşımla kırılma analizi
Yazar:TANER KARAGÖZ
Danışman: YRD. DOÇ. DR. SERKAN DAĞ
Yer Bilgisi: Orta Doğu Teknik Üniversitesi / Fen Bilimleri Enstitüsü / Makine Mühendisliği Bölümü
Konu:Makine Mühendisliği = Mechanical Engineering
Dizin:Kırılma mekaniği = Fracture mechanics ; Sonlu elemanlar = Finite elements ; Yorulma = Fatigue ; Yorulma çatlağı = Fatigue crack
Onaylandı
Yüksek Lisans
İngilizce
2007
145 s.
Bu çalışmanın amacı, iş makinelerinin köşe kaynaklı bağlantılarında üç boyutlu yüzey çatlaklarının sonlu elemanlara dayalı kırılma mekaniği analizlerini gerçekleştirecek bir bilgisayar programı geliştirmektir. Sonlu elemanlar modellerinin karmaşık geometrisi ve analizlerin yüksek kapasiteli bilgisayar gereksinimi genel gerilme dağılımı eniyilemesinde kabuk elemanların kullanılmasını zorunlu kılar. Bir alt modelleme tekniği, kabuktan katıya dönüştürücü bir metotla birlikte, kullanıcının tanımlanan kaynak ve çatlak parametrelerine göre lokal bir bölgeyi modellemesini ve analizlerini gerçekleştirmesini sağlar. Kaynak malzemesinin sac metal malzemesiyle aynı olduğu varsayılmış ve yüzey çatlaklarının kaynağın iki kenarında ve kökünde olduğu düşünülmüştür. Yüzey çatlaklarının yarı vii eliptik çatlak yüzü görüntüsüne sahip olduğu varsayılmıştır. Çatlak yüzü çevresindeki kare kök gerinim tekilliğini benzeştirebilmek için çökertilmiş 20 düğüm noktalı üç boyutlu tuğla elemanlar kullanılmıştır. Lokal modelin geri kalan kısmı 20 düğüm noktalı üç boyutlu tuğla elemanlar ile modellenmiştir. Bu çalışmanın asıl amacı, bir global kabuk modelin alt modelinin çatlak yüzü çevresindeki karışık mod enerji açığa çıkma oranlarını J-integrali metodunu kullanarak hesaplamaktır. Anahtar kelimeler: Sonlu elemanlar, alt modelleme, yarı eliptik yüzey çatlağı, köşe kaynağı, J-integrali metodu
This study aims to develop a computer program to perform finite elements based fracture mechanics analyses of three dimensional surface cracks in T-welded joints of construction machinery. The geometrical complexity of the finite elements models and the requirement of large computer resources for the analyses necessitate the use of shell elements for general stress distribution optimization. A sub-modeling technique, together with a shell to solid conversion method, enables the user to model a local region and analyze it by defining the weld and crack parameters. It is assumed that the weld material is the same with the sheet metal material and the surface cracks are considered to occur on two weld toes and weld root. The surface cracks are assumed to have a semi elliptical crack front profile. In order to simulate the square-root strain v singularity around the crack front, collapsed 20-node three dimensional brick elements are utilized. The rest of the local model is modeled by using 20-node three dimensional brick elements. The main objective of this work is to calculate the mixed mode energy release rates around the crack front for a sub-model of a global shell model by using J-integral method. Keywords: Finite elements, sub-modeling, semi elliptical surface crack, fillet weld, J-integral method