Διερεύνηση της μη γραμμικής συμπεριφοράς σύνθετων μεταλλικών κραμάτων με τη μέθοδο των πεπερασμένων στοιχείων

Δασκαλάκης, Παναγιώτης; Daskalakis, Panagiotis

dc.contributor.author	Δασκαλάκης, Παναγιώτης	el
dc.contributor.author	Daskalakis, Panagiotis	en
dc.date.accessioned	2024-05-13T10:36:11Z
dc.date.available	2024-05-13T10:36:11Z
dc.identifier.uri	https://dspace.lib.ntua.gr/xmlui/handle/123456789/59339
dc.identifier.uri	http://dx.doi.org/10.26240/heal.ntua.27035
dc.rights	Αναφορά Δημιουργού-Μη Εμπορική Χρήση-Όχι Παράγωγα Έργα 3.0 Ελλάδα	*
dc.rights.uri	http://creativecommons.org/licenses/by-nc-nd/3.0/gr/	*
dc.subject	Σύνθετα μεταλικά κράματα	el
dc.subject	Μη γραμμική ανάλυση	el
dc.subject	Composite metal alloys	en
dc.subject	Non-linear analysis	en
dc.subject	Μέθοδος πεπερασμένων στοιχείων	el
dc.subject	Finite element method	en
dc.title	Διερεύνηση της μη γραμμικής συμπεριφοράς σύνθετων μεταλλικών κραμάτων με τη μέθοδο των πεπερασμένων στοιχείων	el
dc.title	Investigation of the non-linear behaviour of composite metal alloys with the finite element method	en
heal.type	bachelorThesis
heal.classification	Μη γραμμική ανάλυση	el
heal.classification	Σύνθετα υλικά	el
heal.classification	Μέθοδος πεπερασμένων στοιχείων	el
heal.classification	Ισοπαραμετρικά πεπερασμένα στοιχεία	el
heal.classification	Non-linear analysis	en
heal.classification	Composite materials	en
heal.classification	Finite element method	en
heal.classification	Isoparametric finite elements	en
heal.language	el
heal.access	free
heal.recordProvider	ntua	el
heal.publicationDate	2023-11-06
heal.abstract	Τα σύνθετα υλικά μεταλλικής μήτρας αλουμινίου (Al-MMCs) ενισχυμένης με σωματίδια, χρησιμοποιούνται σε διάφορους τομείς βιομηχανικής παραγωγής λόγω του χαμηλού τους βάρους, της βελτιωμένης αναλογίας αντοχής προς αυτό, της καλύτερης ανθεκτικότητας σε θραύση, της αυξημένης αντοχής σε κόπωση, εφελκυσμό, σε διάβρωση σε δυσμενές περιβάλλον, καθώς και άλλων ιδιοτήτων. Γενικότερα, οι διαδικασίες παραγωγής καθώς και τα ενισχυτικά στοιχεία των σύνθετων αυτών υλικών ποικίλλουν. Συχνότερα, χρησιμοποιούνται ενισχυμένα σωματίδια όπως καρβίδια, νιτρίδια και ενώσεις οξειδίων. Στην παρούσα διπλωματική, προτείνεται μια ολοκληρωμένη διαδικασία προσομοίωσης και ανάλυσης για τη διερεύνηση των επιδράσεων της διάταξης, του κλάσματος όγκου των σωματιδίων και της παρουσίας εγκοπών στη μήτρα στην παραμόρφωση, τη βλάβη και τη συμπεριφορά αστοχίας της ενισχυμένης με σωματίδια μεταλλικής μήτρας (PRMMC). Στο πλαίσιο μιας τυχαίας μικροδομής που βασίζεται σε μοντελοποίηση πεπερασμένων στοιχείων (FEM), η πλαστική παραμόρφωση και η όλκιμη ρηγμάτωση της μήτρας μοντελοποιούνται με τη χρήση της καταστατικής σχέσης Johnson-Cook και του μοντέλου όλκιμης θραύσης Johnson-Cook. Η αποκόλληση της διεπιφάνειας μήτρας-σωματιδίων προσομοιώνεται με τη χρήση της επιφανειακής-συνεκτικής ζώνης, ενώ η θραύση των σωματιδίων αντιμετωπίζεται με το μοντέλο ελαστικής-ψαθυρής θραύσης, στο οποίο ως κριτήριο εξέλιξης της βλάβης ορίζεται το κριτήριο ενεργειακής ρηγμάτωσης. Για τις ανάγκες της μοντελοποίησης και της ανάλυσης των μηχανισμών βλάβης των σύνθετων υλικών αλουμινίου ενισχυμένων με καρβίδιο του πυριτίου αναπτύσσεται μια κατάλληλη διαδικασία σε περιβάλλον Python κατά την οποία προετοιμάζονται αυτόματα τα αρχεία της ανάλυσης η οποία και τελικά πραγματοποιείται με τη χρήση του εμπορικού προγράμματος ABAQUS/Explicit 2018.	el
heal.abstract	Aluminum metal matrix composites (Al-MMCs) reinforced with particles are widely used in the manufacturing sector due to their low weight, improved strength-to-weight ratio, better fracture toughness, increased resistance to fatigue, tensile strength, corrosion in adverse environment, etc. In general, the manufacturing processes as well as the reinforcing elements of these composites vary. Most commonly, carbides, nitrides and oxide compounds are employed as reinforcing particles. In this thesis, an integrated numerical model is proposed to investigate the effects of the arrangement, the volume fraction of the particles and the presence of indentations in the matrix on the deformation, damage, and failure behavior of the particle-reinforced metal matrix reinforced matrix (PRMMC). In the context of a random microstructure based finite element modeling (FEM), the plastic deformation and ductile cracking of the matrix are modeled using the Johnson-Cook constitutive relationship and the Johnson-Cook ductile fracture model. The detachment of the matrix-particle interface is simulated using the surface-cοhesive zone while particle fracture is treated with the elastic-brittle fracture model, in which the damage evolution criterion is defined as the energy cracking criterion. A two-dimensional nonlinear model is developed in a Python programming environment and executed using the commercial program ABAQUS/Explicit 2018 for modeling and analyzing the damage mechanisms of silicon carbide reinforced aluminum composites.	en
heal.advisorName	Τριανταφύλλου, Σάββας	el
heal.advisorName	Triantafyllou, Savvas	en
heal.committeeMemberName	Λαγαρός, Νικόλαος	el
heal.committeeMemberName	Lagaros, Nikolaos	en
heal.committeeMemberName	Γαντές, Χαράλαμπος	el
heal.committeeMemberName	Gantes, Charalampos	en
heal.academicPublisher	Εθνικό Μετσόβιο Πολυτεχνείο. Σχολή Πολιτικών Μηχανικών. Τομέας Δομοστατικής	el
heal.academicPublisherID	ntua
heal.numberOfPages	113 σ.	el
heal.fullTextAvailability	false