Browsing by Author "Soyarslan, Celal"

Now showing 1 - 5 of 5

Citation - WoS: 38
Citation - Scopus: 44
Application of Continuum Damage Mechanics in Discontinuous Crack Formation: Forward Extrusion Chevron
(Wiley-v C H verlag Gmbh, 2008) Soyarslan, Celal; Tekkaya, A. Erman; Akyuz, Ugurhan; Department of Mechatronics Engineering; Manufacturing Engineering; 06. School Of Engineering; 01. Atılım University
Materializing Continuum Damage Mechanics (CDM), numerical modeling of discrete internal cracks, namely central bursts, in direct forward extrusion process is presented. Accordingly, in a thermodynamically consistent setting, a local Lemaitre variant damage model with quasi-unilateral evolution is coupled with hyperelastic-plasticity. The formulations are constructed in the principal axes where simultaneous local integration schemes are efficiently developed. To this end, the framework is implemented as ABAQUS/VUMAT subroutine to be used in an explicit FE solution scheme, and utilized in direct forward extrusion simulations for bearing steel, 100Cr6. Discontinuous cracks are obtained with the element deletion procedure, where the elements reaching the critical damage value are removed from the mesh. The periodicity of the cracks shows well accordance with the experimental facts. The investigations reveal that, application of the quasi-unilateral conditions together with the crack closure parameter has an indispensable effect on the damage accumulation zones by determining their internal or superficial character. (C) 2008 WILEY-VCH Verlag GmbH & Co. KGaA, Weinheim.
Citation - WoS: 4
Citation - Scopus: 5
Elastostatics of star-polygon tile-based architectured planar lattices
(Elsevier Sci Ltd, 2023) Soyarslan, Celal; Gleadall, Andrew; Yan, Jiongyi; Argeso, Hakan; Sozumert, Emrah; Manufacturing Engineering; Department of Mechatronics Engineering; 06. School Of Engineering; 01. Atılım University
A panoptic view of architectured planar lattices based on star-polygon tilings was developed. Four starpolygon-based lattice sub-families, formed of systematically arranged triangles, squares, or hexagons, were investigated numerically and experimentally. Finite-element-based homogenization allowed computation of Poisson's ratio, elastic modulus, shear modulus, and planar bulk modulus. A comprehensive understanding of the range of properties and micromechanical deformation mechanisms was developed. Adjusting the star-polygon angle achieved an over 250-fold range in elastic modulus, over a 10-fold range in density, and a range of -0.919 to +0.988 for Poisson's ratio. Additively manufactured lattices, achieved by novel printing strategies, showed good agreement in properties. Parametric additive manufacturing procedures for all lattices are available on www.fullcontrol.xyz/#/models/1d3528. Three of the four sub-families exhibited in-plane elastic isotropy. One showed high stiffness with auxeticity at low density and a primarily axial deformation mode as opposed to bending deformation for the other three lattices. The range of achievable properties, demonstrated with property maps, proves the extension of the conventional material-property space. Lattice metamaterials with Triangle-Triangle, Kagome, Hexagonal, Square, Truncated Archimedean, Triangular, and Truncated Hexagonal topologies have been studied in the literature individually. Here, it is shown that these structures belong to the presented overarching lattice family. (c) 2023 The Author(s). Published by Elsevier Ltd. This is an open access article under the CC BY license (http://creativecommons.org/licenses/by/4.0/).
Mikroşekillendirme Analizi: Mikromekanik ve Sayısal Yönleri
(2007) Demirci, Emrah; Tekkaya, A. Erman; Soyarslan, Celal; Department of Mechatronics Engineering; Department of Mechatronics Engineering; Department of Mechatronics Engineering; Manufacturing Engineering; 06. School Of Engineering; 01. Atılım University
Artan elektronik ve mikromekanik parcaların piyasa hacmi donanımların daha yogun islevsellik kazanmalarına ve kuculmelerine yol acmaktadır. Talepleri karsılamak icin mikro-parcaların uretim yontemlerinin tasarımı hem uygulamalı ve hem de analitik olarak arastırılmalıdır. Bu tez mikro-¸sekillendirmenin analitik olarak arastırılmasına katkıda bulunmak icin hazırlanmıstır. Mikro-¸sekillendirme yontemlerinin sonlu elemanlar yontemi ile simulasyonu icin basitlestirilmis bir modelleme yaklasımı onerilmistir. Yeni modelleme yaklasımı boyut etkileri diye adlandırılan geleneksel sekillendirme ve mikro-¸sekillendirme arasındaki farkları acıklamayı hedefler. Azalan is parcası ebat olcegi nedeniyle olusan boyut etkileri malzemenin homojen olmayan tanecik yapısı ile acıklanmıstır. Sonucta sonlu elemanlar yontemi simulasyonu icin onerilen yaklasım, malzemeyi anisotropik mekanik ozelliklere sahip bireysel tanecikler olarak modellemektir. Taneciklerin yonsel tepkileri Hill'in anizotropik malzeme modeli ile temsil edilmistir. Uc mumkun malzeme modeli (izotropik, tek tanecik, ¸coklu tanecik) ile 2 ve 3 boyutlu yaygın sekillendirme yontemlerinin sim¨ulasyonları yapılmı¸stır ve literat¨ur ile kar¸sıla¸stırılmı¸stır. Dahası, konsept bir mikro-¸sekillendirme presi i¸ceren bir deney duzenegi tasarlanmı¸stır. Anahtar sozcukler : Mikro-¸sekillendirme, Geleneksel ¸sekillendirme, Boyut etkileri, Hill'in anizotropik malzeme modeli, Sonlu elemanlar y¨ontemi.
Citation - WoS: 12
Skeletonization-based beam finite element models for stochastic bicontinuous materials: Application to simulations of nanoporous gold
(Cambridge Univ Press, 2018) Soyarslan, Celal; Argeso, Hakan; Borgmann, Swantje; Manufacturing Engineering; Department of Mechatronics Engineering; 06. School Of Engineering; 01. Atılım University
An efficient representative volume element generation strategy is developed in modeling nanoporous materials. It uses periodic 3D beam finite element (FE) models derived from skeletonization of spinodal-like stochastic microstructures produced by a leveled random field. To mimic stiffening with agglomeration of the mass at junctions, an increased Young's modulus is assigned to the elements within the junction zone. The effective Young's modulus, Poisson's ratio, and universal anisotropy index are computed. A good agreement of the Young's modulus predictions with those obtained from experimental results for phase volume fractions 0.20 < phi(B) < 0.50 is observed. Moreover, the elastic anisotropy index of the generated beam networks shows sufficient proximity to isotropy. Finally, it is demonstrated that, as compared to the simulation statistics of voxel-FE models, for the beam-FE models over 500-fold computational acceleration with 250-fold less memory requirement is provided.
Yumuşamalı Plastisite için Viskoz ve Yerel Olmayan Entegral Tip Regülarizasyon Yöntemleri: (ınfinitesimal Genlemeli Çatı)
(2009) Kayhan, Erdem; Soyarslan, Celal; Airframe and Powerplant Maintenance; Department of Mechatronics Engineering; 13. School of Civil Aviation (4-Year); 01. Atılım University
Genlemeli yumuşama davranışını gösteren malzemeler için, klasik yerel süreklilik modellemesinin kullanıldığı sonlu elemanlar metodu, örgüye bağlı sonuçlar vermeye yatkındır. Malzeme temel modelinin kurulumu, termodinamik yaklaşımla iç değişkenlere bağlı olarak gerçekleştirilmiştir, bu çalışma, lokalizasyonu sınırlandıran, uygun örgü boyutunun kullanılmasına ve bir tek sonucun elde edileceği çözüme odaklıdır.Bu çerçevede, yerel olmayan entegral tip ortalama ve viskoz regülarizasyon yöntemleri geliştirilmiştir. Yumuşamalı malzeme davranışı, infinitesimal genlemeli çatı için plastisite teorisinin uyarlanması ile açıklanmıştır. Yerel entegrasyonun sayısal hesaplamasında, kapalı Euler geri yerine koyma tekniği temel alınmıştır. Bu yöntemde en yakın noktaya yansıtma esas alınır. Buraya kadar geliştirilmiş olan çözüm yöntemleri, ABAQUS için kullanıcı tanımlı malzeme arayüz yazılımına dönüştürülmüştür. Yazılımın doğrulanmasından sonra, iki boyutlu bir örnek kullanılarak, yerel olmayan ortalama yönteminin başarısı, yerel yaklaşımlardan elde edilen sonuçlar ile karşılaştırılarak gösterilmiştir. Her iki yöntemden elde edilen sonuçlar karşılaştırılarak, detaylı olarak değerlendirilmiştir..