Üç boyutlu mod-I/III kırılma problemlerinin modellenmesi ve deneysel olarak incelenmesi

Abstract

Bu çalışmada literatürde yer alan standart CT numunesi baz alınarak, bu numuneye bir yırtılma etkisini de verebilecek şekilde bir CTT numunesi ve CTT numune tutucusu tasarlanmıştır. Böylece, mod-I ve mod-III etkisi aynı numunede analiz edilebilmektedir. 113M407 nolu TÜBİTAK destekli araştırma projesi kapsamında, FCPAS (Kırılma ve Çatlak İlerleme Analiz Sistemi - Fracture and Crack Propagation Analysis System) programı ile ANSYS kullanarak CTT numunelerinin farklı açı ve temas yüzeyi tipleri göz önüne alınmış ve analizleri yapılmıştır. Bu analizlerin doğruluğunu test etmek amacıyla, Sakarya Üniversitesi Hesaplamalı ve Deneysel Kırıkma Mekaniği Labaratuvarı'nda bulunan 100 kN ve 1100 Nm kapasiteli, hem eksenel çekme hem de burulma yorulma yüklemesi yapabilen MTS yorulma cihazında testler gerçekleştirilmiştir. Ayrıca, bu testler strain-gageler kullanılarak noktasal bazda gerilme değerleri de doğrulanmıştır. İlk defa bu kadar kapsamlı bir şekilde mod-I/III durumu için yapılan çalışmada son olarak elde edilen analiz ve deney sonuçları literatürdeki mevcut bazı kriterlerle mukayese edilmiş ve gelecek çalışmalar için bazı analizlerde bulunulmuştur.

In this study, a CTT sample and a CTT specimen holder were designed based on the standard CT specimen in the literature so that this specimen could have a tearing effect. In this case, the mod-I and mod-III effects can be analyzed using the same specimen. In the scope of the research project supported by TÜBİTAK, 113M407, CTT samples were analyzed considering different angles and contact types using the FCPAS (Fracture and Crack Propagation Analysis System) program and ANSYS. In order to test the validity of these analyzes, tests have been carried out on the MTS fatigue device with a capacity of 100 kN and 1100 Nm., which is capable of both axial tensile and torsional fatigue loads, available at the Sakarya University Computational and Experimental Fracture Mechanics Laboratory. In addition, these tests were confirmed in terms of strain values at certain points on the specimen using strain gauges. For the first time, the analysis and test results obtained for the mode-I / III situation in such a comprehensive manner have been documanted and some comparisons with existy criteria have been done. Finally, recommendations are done for future research.