Determination of the fracture toughness by finite element methods

Yüksek Lisans TeziBu çalışmada 1.2210 115CrV3 çeliğinin kırılma tokluğu değerleri Çevresel Çentikli Dairesel Çubuk (ÇÇDÇ) numuneleri kullanılarak bulunmuş. Daha sonra ANSYS yazılımı ile sonlu elemanlar desteği kullanılarak hesap edilen kırılma tokluğu değerleri ile karşılaştırılmıştır. Çalışmanın ilk bölümünde konu ile ilgili genel bilgi verilmiş ardından kırılma mekaniğinin gelişimine değinilmiştir. İkinci bölümde kırılma mekaniği teorisi bahsedilmiş, üçüncü bölümde kırılma türleri anlatılmıştır. Dördüncü bölümde kırılma tokluğu değerlerinin nasıl elde edildiği, standart kırılma tokluğu deneylerinden ve ÇÇDÇ numune kullanılarak yapılan deneylerin faydalarından söz edilmiştir. Çalışmanın beşinci bölümünde ÇÇDÇ numune kullanarak yaptığımız deneyler ve aşamaları anlatılmış, malzemenin kırılma tokluğu değerleri bulunmuştur. Altıncı bölümde ANSYS yazılımı kullanılarak sonlu elemanlar yöntemi ile ÇÇDÇ numune modellenerek analizler yapılmış ve kırılma tokluğu değerleri hesaplanmıştır. Son olarak deneysel olarak bulduğumuz ve sonlu elemanlar desteği ile hesapladığımız kırılma tokluğu değerleri yorumlanmış ve karşılaştırılmalı olarak sunulmuştur. Anahtar kelimeler: Kırılma mekaniği, Kırılma tokluğu, Çevresel çentikli dairesel çubuk, Sonlu elemanlar metodu, ANSYS.AbstractIn this research fracture toughness values of 1.2210 115CrV3 steel were found by use of circumferentially cracked round bar (CCRB) specimens. Afterwards, they were compared with the values found through ANSYS via use of finite element support. In the first chapter of the research there is general introductory knowledge on the subject and fracture mechanics. The second chapter focuses on the theory of fracture mechanics; third chapter explains varieties of fracture. The fourth chapter then explains how fracture toughness values were acquired and standard fracture toughness experiments as well as the benefits of experiments that are carried out by using CCRB specimens. In the fifth chapter, it has been explained the phases of experiments using circumferentially cracked round bar and the fracture toughness (KIc) values were found. Chapter sixth reveals the calculations of fracture toughness values and analyses of finite element method experiments using ANSYS application on CCRB samples. In conclusion, the fracture toughness values found through experiments and finite element method calculations were interpreted and revealed in comparatively. Key words: Fracture mechanics, Fracture toughness, Circumferentially cracked round bar, Finite element method, ANSYS