Otomotiv sektöründe kullanılan çeliklerin yorulma hasarının sayısal modellenmesi

Günümüzde makine elemanlarının ağırlıklı olarak maruz kaldığı yükleme tipi çok eksenli tekrarlı yüklemedir. Bu nedenle, yorulma sonucu oluşan hasarın tespit edilmesi özellikle endüstriyel açıdan önem arz etmektedir. Son yıllarda bilgisayar teknolojisinin gelişimi ile hasar tahminleri sonlu elemanlar yöntemi ile gerçekleştirilmektedir. Bununla birlikte günümüzde hasar tahmini yapan sonlu elemanlar temelli yazılımlarda her bir yükleme durumu için ayrı analiz yapılması gerekmekte ayrıca çentik kökündeki gerilme-gerinim sonuçları için doğrusal elastik yaklaşımlar kullanmaktadır. Bu durum hasar tahminlerinde zaman ve hassasiyet kayıplarına neden olmaktadır. Tez çalışması kapsamında yorulma hasarı ve çatlak başlangıcı tespiti için çevrimsel plastisiteyi içeren sonlu elemanlar tabanlı bir yöntem önerilmiştir. Önerilen yöntemin uygulanması kullanıcı tanımlı alt programlar vasıtası ile gerçekleştirilmektedir. Doktora tezi kapsamında getirilen temel yenilik önerilen yöntemin çevrimsel plastisite ve hasar teorilerinin birlikte kullanımına dayalı sonlu elemanlar analizlerinde denge ve bünye denklemlerinin tam çözümünü gerçekleştirebilmesidir. Aynı zamanda önerilen yöntem üniversal olup entegre edilen hasar modelleri gerek hacim merkezli kübik gerekse de yüzey merkezli kübik yapıda metal alaşımlarının yorulma ömrünün tahmininde kullanabilmektedir ve yönteme istenilen hasar modeli entegre edilebilmektedir. Tez çalışması kapsamında ilk olarak çalışmada kullanılan çevrimsel plastisite ve hasar modelleri bir fortran kodu yardımı ile kullanıcı tanımlı alt programa entegre edilmiştir. Önerilen yöntem öncelikle literatürde bilinen üç farklı deney numunesinin hasar tahminde uygulanmıştır. Gerçekleştirilen çalışmalar sonucunda önerilen yöntemin farklı çentik geometrilerinde başarılı sonuçlar verdiği ve yöntemin geleneksel hasar tahmin yöntemlerine göre kolay uygulanabilir olduğu ve aynı anda birden fazla hasar modeli ile çözüm gerçekleştirebilmesi nedeni ile zaman kayıplarının önüne geçtiği ortaya konulmuştur. Son olarak, yöntemin endüstriyel bir parça üzerinde uygulaması gerçekleştirilerek karmaşık problemlerde de etkili sonuçlar verdiği tespit edilmiştir