Magnezyum alaşımları için termomekanik varyasyonel çerçevede kristal plastisite modellerinin geliştirilmesi

Bu tez, ikizlenmenin baskın olduğu, yüksek oranda anizotropik şekil değiştirme davranışı sergileyen magnezyum alaşımlarının karmaşık davranışlarının modellenmesini ele almaktadır. Temel amaç, magnezyumun plastik şekil değiştirme (özellikle ikizlenme) sırasında hem mekanik tepkisini hem de enerji dağılımını doğru bir şekilde yansıtan, termodinamik açıdan tutarlı bir kristal plastisite modeli geliştirmek ve bu modeli mekanik-ısıl verilerle eş zamanlı doğrulamaktır. Deneysel açıdan, tek ve çok kristalli magnezyum numuneler üzerinde yükleme testleri gerçekleştirilirken, kızılötesi termografi ve dijital imge korelasyonu yöntemleriyle eşzamanlı gerilme, şekil değiştirme ve yerinde sıcaklık ölçümleri yapılmıştır. Elde edilen bulgular, magnezyumdaki şekil değiştirme mekanizmalarının kendilerine özgü enerjik izler taşıdığını ortaya koymakta; hesaplanan ısı yayılımı değerleri ise model doğrulaması için fiziksel temelli güvenilir ölçütler sunmaktadır. Kuramsal düzlemde ise, kayma ve ikizlenme mekanizmalarını içeren ve termomekanik olarak bağlanmış bir kristal plastisite modeli, enerjik tutarlılığı sağlayan varyasyonel bir çerçevede geliştirilmiştir. Varyasyonel yaklaşım, plastik şekil değiştirme sürecinde enerjinin nasıl paylaştırıldığını öngörmeyi mümkün kılarak, modele ilave bir doğrulama kanalı açmaktadır. Model doğrulama çabaları, yükleme hızına bağımlı plastisitede yaygın kullanılan kuvvet fonksiyonunun, magnezyumun termomekanik davranışını tümden temsil edemediğini ve modele yükleme hızından bağımsız plastik terimlerinin eklenmesinin gerekli olduğunu göstermiştir. Bu çalışma, ısıl ölçümleri bağımsız bir teyit aracı olarak kullanan titiz bir doğrulama protokolü ortaya koyarak, çok-fizikli malzeme modellerinin öngörü gücünü temelden artırabilecek bir fikir sunmaktadır.