Üç boyutlu karışık mod kırılma kriterlerinin sayısal ve deneysel olarak incelenmesi ve geliştirilmesi

Makine parçaları ve mühendislik yapıları malzemeye, geometriye, çevresel koşullara, yük ve sınır şartlarına bağlı olarak, pek çok alanda, çatlak veya kırılma problemleri ile karşılaşmaktadır. Bazı kritik yapılarda ise, bu problemler çok büyük bir sorun haline gelebilmektedir. Yapıda bulunan bu çatlaklar, belirli bir boyuta kadar yapının içerisinde kalabilmekte veya bazen faciaya yol açan bir ani kırılma ile ciddi maddi kayıplara, hatta bazı hallerde can kayıplarına da neden olabilmektedirler. Yapının veya makine parçalarının, yapıda var olan çatlaklar ile fonksiyonunu devam ettirmesinin güvenli olup olmadığı ve eğer güvenli ise, hasarlı yapının geri kalan ömrünün tespiti için kırılma parametrelerinin hassas ve doğru bir şekilde hesaplanması gerekmektedir. Gerçekleştirilen tez çalışmasında, iki ve üç boyutlu karışık modlu yüklere maruz çatlak içeren yapı elemanlarının, çatlak ilerleme yüzeyleri ve ömürlerinin doğru ve güvenilir bir şekilde tahmin edilebilmesi için, deneysel analiz, yöntem ve kırılma kriterleri geliştirilmiştir. Bu kapsamda, literatürde benzerleri bulunan numuneler ve yeni tasarlanan numune ve test sistemleri ile iki ve üç boyutlu karışık modlu çatlak ilerleme analiz ve deneyleri gerçekleştirilmiştir. Yeni önerilen numune ve test sistemlerinin doğrulama çalışmaları gerçekleştirilerek, tüm testler için elde edilen veriler mevcut kriterler ile karşılaştırılarak, kırılma/kopma yükü, çatlak ilerleme ömrü ve çatlak ilerleme yüzey profilini doğru bir şekilde tahmin edebilen, yeni iki ve üç boyutlu kırılma ve çatlak ilerleme kriterleri geliştirilmiştir. Son olarak, hadde yönünün kırılma tokluğu ve çatlak ilerleme davranışına olan etkisi araştırılmış ve farklı hadde yönleri için özellikle düşük yükleme açılarında yaklaşık 5 kata varan ömür farklılıkları elde edilerek, hadde yönünün çatlak ilerleme davranışında önemli bir etkisinin olduğu gösterilmiştir.