Seramik malzemelerin kırılma tokluğu değerlerinin üç boyutlu sonlu elemanlar yöntemi ile teorik olarak belirlenmesi

Abstract

Her ne kadar malzemelerin kırılma tokluğu değerlerinin belirlenmesinde, deneyselmetotlar önemli bir yer tutsa da, seramik malzemeler gibi yüksek sertliğe sahipmalzemelerin, deney numunelerinin hazırlanmasında, başlangıç çatlağıoluşturulmasının zorluğu, üç nokta eğme deneyinde uygulanan yükün, çatlakmerkezinin uzantısıyla çakıştırılmasının zorluğu ve deney sonuçlarının geçerliliğigibi sebepler, bilim adamlarını daha etkin metotlar geliştirmeye yönlendirmiştir.Bu çalışmada, bor karbür ve magnezyum oksit partikülleri içeren iki farklı tipseramik kompozit malzemenin kırılma tokluğu değerleri, bilgisayar ortamında, üçboyutlu sonlu elemanlar yöntemi kullanılarak belirlenmiştir. Kırılma tokluğudeğerlerinin belirlenmesinde Lineer Elastik Kırılma Mekaniği (LEFM) yaklaşımıkullanılmıştır. ANSYS programı kullanılarak yapılan analizlerden elde edilensonuçlar, deneysel sonuçlarla karşılaştırılmış ve sonlu elemanlar yönteminingüvenilirliği açıkça görülmüştür.

Although while determining fracture toughness values of materials experimentalmethods are important, the reasons like the difficulty of forming a commecementcrack while preparing experiment samples of the materials which has a high hardnesslike ceramic materials, the difficulty of boozing the load used in three point bendingexperiment with the expansion of crack center and the validity the experiment resultshave led scientists to improve more active methods.In this study, fracture toughness values of two different kinds of ceramic compositematerials including boron carbide and magnesium oxide particles have beendesignated in a computer environment using the three dimensional finite elementsmethod. While determining fracture toughness values Lineer Elastic FractureMechanics (LEFM) approach has been used. The results being taken from analysisusing ANSYS programme have been compared with the experimental results andreliability of finite elements has been understood clearly.