Takviyenin matris içerisinde homojen ya da dereceli bir şekilde dağıldığı silindir gömleklerinde lineer ve non-lineer termoelastik gerilmelerin incelenmesi

Bu çalışmada, eksenel olarak simetrik ısıl ve mekanik yüklere maruz kalan ve kararlı duruma ulaşmış kuru silindir gömleklerindeki, iki boyutlu sıcaklık dağılımı ve buna bağlı ısıl gerilmeler incelenmiştir. Bu kapsamda, seramik takviye (α-SiC) ve matris (Al 2014-T6) malzeme dağılımına bağlı olarak dört farklı kompozit gömlek (homojen dağılımlı, radyal, eksenel ve iki yönde derecelendirilmiş) ile sadece matris malzemesinden oluşan metal gömlek olmak üzere beş farklı model incelenmiştir. Homojen dağılımlı kompozit silindir gömleğinde sıcaklık dağılımı, Fourier serileri, Bessel fonksiyonları, parametrelerin dönüşüm yöntemi ve Gauss kareleme yöntemiyle analitik olarak; pseudospectral Chebyshev yöntemiyle ise nümerik olarak incelenmiş ve sonuçlar karşılaştırılarak nümerik yöntemin doğruluğu sağlanmıştır. Diğer tüm kompozit silindir gömleklerinde sıcaklık dağılımları ve bütün silindir gömleklerindeki ısıl gerilmeler pseudospektral Chebyshev yöntemi kullanılarak nümerik olarak incelenmiştir. Kompozit silindir gömleklerindeki malzeme özellikleri, Halpin-Tsai malzeme modeli kullanılarak belirlenmiştir. Sıcaklığa bağlı malzeme özelliklerinin etkisi, iki yönde derecelendirilmiş silindir gömleği için malzeme özellikleri, sıcaklık dağılımı, yer değiştirmeler ve ısıl gerilmelerin açısından değerlendirilmiştir. Elde edilen bulgular, motor verimi, emisyon ve silindir gömlek ömrü gibi performans kriterlerini doğrudan etkileyen silindir duvar sıcaklığı ve ısıl gerilmelerin önceden belirlenebileceğini ortaya koymaktadır. Ayrıca, çalışma kapsamında bu tür problemlerin çözümüne yönelik, literatürde yaygın olarak kullanılan sonlu elemanlar yöntemine alternatif bir nümerik yaklaşım önerilmiştir.