Şekil hafızalı alaşımların darbe davranışlarının sayısal yöntemler ile incelenmesi
Numerical investigation of impact behaviors of shape me-mory alloys
Yazar: ERDAL AKKAYA
Danışman: DOÇ. DR. MURAT AYDIN
Erciyes Üniversitesi / Fen Bilimleri Enstitüsü / Uçak ve Uzay Mühendisliği Ana Bilim Dalı
Derece: Yüksek Lisans, 2022
Konu: Uçak Mühendisliği = Aeronautical Engineering
Dizin: Darbe = Impact ; Darbe deneyi = Impact test ; Sonlu elemanlar analizi = Finite element analysis ; Şekil bellekli alaşımlar = Shape memory alloys

Özet:
Şekil hafızalı alaşımlar metallerin de sahip oldukları dayanım, sertlik, işlenebilirlik vb. özelliklerinin yanı sıra yapısındaki karekteristik fonksiyonel özellikler sayesinde biyome-dikal, havacılık ve uzay, otomobil, elektronik ve sismik gibi birçok alanda kullanılmakta-dır. Bu malzemelerin karakteristik özelliği malzeme içinde gerçekleşen martenzit ve ös-tenit katı faz dönüşümleri sonucunda şekil değişimi yapabilmesidir. Bu faz dönüşümle-rinde, malzeme düşük sıcaklıkta martenzit yapıya sahipken daha kolay deformasyona uğrar, uygun sıcaklıkta ısıtıldığında yüksek sıcaklık fazı olan östenit faza geçerek defor-masyon öncesi orijinal şekline geri dönebilmektedir. 
Literatürde şekil hafızalı alaşımların deformasyon davranışını tanımlamak için deneysel sonuçlara dayalı makroskopik ve mikroskobik modeller önerilmiştir. Bu tez çalışması kapsamında makroskopik modeller incelenmiştir. Bu modellerden şekil hafızalı alaşımlı plaka üzerine düşük hızda darbe etkileri üzerine çalışmalara odaklanılmıştır. Daha sonra-sında elde edilen sayısal model Forward Euler yöntemi ile çözülerek malzeme davranış algoritması elde edilmiştir. Bu algoritmadan FORTRAN programlama dili yardımıyla VUMAT formatında bir malzeme modeli elde edilmiştir. Ayrıca plakaya malzeme mode-li olarak Abaqus'de yer alan süperelastik malzeme modeline uygun parametreler tanım-lanmıştır. Her iki malzeme modeli ile de analiz çözülmüştür. Deneysel çalışma yapılmış bir araştırmadan veriler alınarak, analiz ile elde edilen sonuçlar karşılaştırılmıştır. Deney-sel sonuçlarla sayısal model ve süperelastik malzeme modeli arasında uyumluluk elde edilmiştir.

Anahtar Kelimeler: Düşük hızda darbe, Şekil Hafızalı Alaşım, NiTiNOL, Yapısal mo-del, Sonlu elemanlar similasyon

Abstract:
Shape memory alloys are used in many fields such as biomedical, aviation and space, automobile, electronics, and seismic, due to the resistance, stiffness, workability, etc. properties of metals, as well as the characteristic functional properties in their structure. The characteristic feature of these materials is that they can change shape as a result of martensite and austenite solid phase transformations. In these phase transformations, the material deforms more easily when it has a martensite phase at low temperature, and when heated at the appropriate temperature, it can pass into the austenite phase, which is the high temperature phase, and return to its original shape before deformation. 
In the literature, macroscopic and microscopic models based on experimental results have been proposed to describe the deformation behavior of Shape Memory Alloys. In this thesis, macroscopic models were examined. Among these models, the studies focu-sed on the effects of low speed impact on the shape memory alloy plate. Afterwards, the obtained numerical model was solved with the Forward Euler method and a material behavior algorithm was created. A material model is obtained by coding this algorithm in VUMAT format in FORTRAN programming language. In addition, the parameters suitable for the superelastic material model in Abaqus are defined as the material model for the plate. Analysis was solved with both material models. Data were obtained from a research in which an experimental study was carried out, and the results obtained with the analysis were compared. Compatibility was obtained between the experimental re-sults and the result of analysis.

Keywords: Low speed impact, Shape Memory Alloy, NiTiNOL, Structural model, Fini-te element simulation