Arayüz Çatlaklarının Düğüm Noktası ile Zenginleştirilmiş Sonlu Elemanlar ile Modellenmesi ve Dört Nokta Eğme Testi

Authors : Bora YILDIRIM, Serkan DAĞ

Pages : 55-67

View : 14 | Download : 9

Publication Date : 2003-11-02

Article Type : Research Paper

Abstract :Mekanik ve ısıl özellikleri farklı olan malzemelerin kullanıldığı mühendislik uygulamalarında yapısal bütünlüğü tehdit eden problemlerden bir kısmı arayüz çatlaklarından kaynaklanmaktadır. Bu çatlağın oluşabileceği ve daha sonra yükleme koşullarına bağlı olarak ilerleyebileceği kırılma mekaniği ile ilgili uygulamalarda, çatlak ucundaki gerilme şiddeti çarpanlarını ve şekil değiştirme enerjisi bırakma miktarını hesaplamak gerekmektedir. Bu çalışmada, bu değişkenleri sonlu elemanlar yöntemiyle hesaplayabilmek için bir sonlu eleman geliştirilmiş ve bu elemanın uygulaması yapılmıştır. Literatürde düğüm noktası ile zenginleştirilmiş sonlu eleman olarak tanımlanan bu elemanın yerdeğştirme alanına teorik elastisite analizinden elde edilen asimptotik çatlak ucu yerdeğiştirme alanı eklenmiştir. Analitik çözümleri bilinen sonsuz homojen düzlemdeki çatlak ve sonsuz düzlemdeki arayüz çatlağı problemleri çözülmüş ve geliştirilen metodun yüksek doğruluk derecesinde sonuç verdiği gösterilmiştir. Son olarak yarı-iletken elektronik paketlerde arayüz bağ dayanımını belirlemek için uygulanan dört nokta eğme testi, geliştirilen sonlu elemanlar ile modellenmiş ve elde edilen sonuçlar kısaca tartışılmıştır.  
Keywords : Arayüz çatlağı, Düğüm noktası ile zenginleştirilmiş sonlu elemanlar, Gerilme şiddeti çarpanları, Şekil değiştirme enerjisi bırakma miktarı, Dört nokta eğme testi