Computational modeling of rupture in rubbery polymers

Elastomerler olarak da bilinen lastiksi polimerler genellikle elastik olmayan deformasyonları da barındıracak şekilde büyük şekil değiştirmeler gösterirler. Üstün mekaniksel, fiziksel ve kimyasal özelliklerinden ötürü, elastomerler araba lastikleri, sismik izolatörler, mekanik membranlar ve contalar gibi endüstriyel uygulamaların oldukça geniş bir yelpazesinde yaygınca kullanılırlar. Bu uygulamalarda hesaplamalı yırtılma kestirimi büyük önem taşır. Bu sebeple, bu tez, büyük deformasyonlarda yüksek derecede doğrusal olmayan malzeme davranışı gösteren lastiksi polimerlerin hesaplamalı yırtılma analizini konu almaktadır. Bu maksatla, lastiksi polimerlerin yırtılmasını doğrusal momentumun korunumu ve çatlak faz alanı değişim denklem lerinin beraber çözüldüğü Faz Alanı yöntemi kullanarak modellenmiştir. İlk denklem mekanik dengeyi ifade ederken, öbürü kauçuğun hasarını kontrol eder. Hasar gören lastiksi polimerin malzeme davranışı, malzemedeki hasarla azalan bozunmanın enerjinin entropik ve hacimsel kısmını ya da enerjinin enerjik ve hacimsel kısmını etkilediği literatürden alınmış olan iki farklı yaklaşımla modellenmiştir. Ayrıca, entropik elastisite için farklı bünye denklemleri göz önünde bulundurulmuştur. Farklı modelleme yaklaşımları, hasar gören lastiksi polimerlerin heterojen deformasyonlarını içeren referans problemlerinin nümerik analizleri vasıtasıyla kıyaslanmıştır.