Hasarlı malzemelerin mikrogerme teorisi ile modellenmesi ve Eshelby tansörleri
Özet
Bu çalışmada hasarlı malzemeler mikrogermeli ortam teorisi ile modellenerek tanımlanmış ve ortaya çıkan bilinmeyen malzeme katsayıları, kompozit malzemeler ve hasarlı malzeme arasında kurulan analoji ile hesaplanmaya çalışılmıştır. Bu amaç için kullanılan homojenleştirme yöntemlerinin çoğunda ilgili Eshelby tansörlerinin bulunması öncelikli problemlerden biridir. Bu nedenle bu çalışmada da Eshelby tansörlerinin küresel katkı maddeleri içeren mikrogermeli ortam için bulunması problemi ele alınmıştır. Bu amaca ulaşmak için öncelikle mikrogerme teorisi ile modellenen bir ortamın yerdeğiştirme, mikrodönme ve hacimsel mikrogenleşme büyüklükleri için temel çözümler verilmiştir. Bu temel çözümler kullanılarak katkı maddelerinin varlığından kaynaklanan elastik alanlar Green fonksiyonları yardımıyla elde edilmiştir. Son olarak bu elastik alanların mikrogermeli ortamın bünye denklemlerinde kullanılması ile klasik teoride verilen Eshelby tansörleri mikrogermeli ortama genelleştirilmiştir. Klasik elastisitede benzer problem için tek bir Eshelby tansörü elde edilirken, mikrogermeli ortam için dördü dört, ikisi iki boyutlu ve biri de skaler olmak üzere toplam yedi Eshelby tansörü elde edilmiştir. Klasik Eshelby tansörü elipsoidal katkı maddeleri içinde homojen olmasına rağmen, mikrogermeli ortam için elde edilen Eshelby tansörleri küresel katkı maddeleri içinde bile homojen değildir. Çalışmada, mikrogermeli ortamın mikrodönme ile ilgili malzeme sabitlerinin sıfır alınması durumunda mikrogenleşen ortam için Eshelby tansörlerinin elde edilebildiği gösterilmiştir. Ayrıca mikrogermeli ortamın mikrogenleşme ile ilgili malzeme sabitlerinin sıfır alınması durumunda mikropolar ortamın Eshelby tansörlerine ve her iki grup mikro ortamın malzeme sabitlerinin sıfır alınması durumunda ise klasik elastisite için elde edilen Eshelby tansörlerine indirgendikleri de görülmektedir.
Anahtar Kelimeler: Eshelby tansörleri, hasarlı malzeme, mikrogermeli ortam, homojenleştirme yöntemleri.
Tam Metin: PDF