Kompleks geometriye sahip malzemelerin mekanik davranışlarının görüntü işlem destekli sonlu elemanlar metodu ile incelenmesi

Bu tez kapsamında kompleks geometriye sahip malzemelerin mekanik özellikleri görüntü işlem destekli sonlu elemanlar metodu ile incelenmeye çalışılmıştır.Tersine mühendislik uygulamaları, hesaplama kapasitesinin ve ölçüm tekniklerinin hassasiyetinin artması ile günümüzde önem kazanmıştır ve daha sık kullanılmaya başlanmıştır. Özellikle uygulamaları tıp, inşaat ve malzeme mühendisliği gibi bir çok branşta kullanım alanına sahiptir. Tersine mühendislik üç boyutlu bilgisayar destekli tasarım, bilgisayar destekli üretim ve bilgisayar destekli mühendislik için varolan parçaların üç boyutlu sanal modellerinin oluşturulması için kullanılan bir metod haline gelmiştir. Tersine mühendislik yöntemleri kullanılarak beton numunesi ve mercan numunesi üzerinde incelemeler yapılmıştır. Karmaşık geometriye sahip agrega, su, çimento ve kum karışımından oluşan beton numunesinin görüntü verileri bilgisayarlı tomografi ile elde edilmiştir. Elde edilen görüntüler ile tersine mühendislik yöntemleri yardımıyla voksel tabanlı sonlu elemanlar modeli oluşturulmuştur. Oluşturulan 3 boyutlu katı modele ABAQUS® programında üç nokta eğme deneyi yapılarak, gerçek numune üzerinde yapılan deney sonuçları karşılaştırılmıştır. Deneyler sonucunda malzemenin mekanik özellikleri incelenmiştir. Poroz malzeme yapısına ve karmaşık bir geometriye sahip mercan numunesi üzerinde en önemli görüntü işleme parametrelerinden biri olan eşik değer değişiminin geometrik özelliklere, eksenel yükleme deneyine ve yönlere bağlı elastisite modülü üzerindeki etkileri incelenmiştir. Makro kabuller çerçevesinde kullanılan elastisite modülü değerleri ile gerçek elastisite modülü değerleri arasındaki farklılıkları ve ilişkileri voksel tabanlı sonlu elemanlar metodu kullanılarak ortaya konulmuştur. Gerçekçi geometri tanımlamaları Mikro-Bilgisayarlı Tomografi cihazları kullanılarak yapılmıştır. Seçilen parametreler ışığı altında yapılan analizlerle poroz malzemeler ile homojen malzemelerin elastisite modülleri arasındaki ilişki elde edilmiştir. Elde edilen sonuçlar incelenen parametrelerin kompleks geometrilere örnek olarak seçilen beton ve mercan numunesinin mekanik özellikleri üzerinde çok önemli etkileri olduğunu göstermiştir. Sonuçlar mutlaka göz önünde bulundurulması gereken görüntü verileri seçiminin pratik uygulamalardaki önemini de ortaya koymaktadır.