Seçici lazer ergitme yöntemi ile üretilmiş mikro kafes yapıların sonlu elemanlar ile modellenmesi

Abstract

Hücresel malzemeler yüksek mukavemet/ağırlık oranı, özgün termal özellikler, darbe ve titreşim sönümleyebilme gibi birçok özelliğe sahiptirler. Bu sebeple havacılık, uzay, otomotiv, taşımacılık ve sağlık gibi birçok sektörde giderek daha yaygın bir şekilde kullanılmaktadırlar. Bu tez çalışması ile kaplanmış mikro kafes yapıların mekanik davranışlarının araştırılması ve mikro kafes yapıların geometrik kusurlarını içeren sonlu elemanlar modellerinin geliştirilmesi amaçlanmaktadır. Kaplamalı mikro kafes yapıların mekanik özelliklerinin incelenmesinde basma testleri ve sonlu elemanlar yöntemi kullanılmıştır. Kaplama kalınlığı, kaplama-tel yapışma arayüzü ve hücre boyutu etkileri sayısal olarak parametrik bir şekilde incelenmiştir. Kaplama kalınlığının ve hücre boyutunun mikro kafes yapıların mukavemet ve elastisite modülü değerlerine ciddi oranda etki ettiği görülmüştür. Bunun yanında kaplamalı mikro kafes yapıların mekanik özelliklerini kontrol eden önemli bir parametrenin de kaplamanın hasar davranışı olduğu görülmüştür. Ayrıca mikro teller taramalı elektron mikroskobu ile ölçülerek mikro teldeki geometrik kusurlar ve yüzeye yapışmış ergimemiş veya yarı ergimiş tozların modellemesi gerçekleştirilmiştir. Yapılan çalışmalar sonucunda, tel üzerinde bulunan tozların maksimum birim şekil değişimine, geometrik kusurların ise mukavemet değerine etki ettiği görülmüştür. Sonlu elemanlar yönteminin uygulanması için gerekli olan mekanik özellikler, tersine sonlu elemanlar yöntemi kullanılarak, nano-indentasyon testlerinden elde edilmiştir. Tersine sonlu elemanlar yöntemi için tez kapsamında özgün olarak geliştirilen optimizasyon yöntemleri kullanılmıştır.