Kauçuk türü malzemeler esnek mekanik davranışları ve üstün enerji sönümleme özellikleri nedeniyle otomotiv, havacılık ve inşaat sektöründe yaygın kullanıma sahiptir. Kauçuğun inelastik davranışı ve kompleks deformasyonlar altındaki dayanım ve yırtılma özelliklerinin kuramsal ve sayısal olarak modellenmesi, bu malzemenin tasarım aşamasında kritik bir öneme sahiptir. Bu bağlamda mevcut kuramlar henüz kalitatif ve kantitatif kesinlikte sonuç vermemektedir Bu durum kauçuk türü malzemelerin dayanım ve yırtılma özelliklerini kuramsal açıdan ele alan çalışmaları cazip kılmaktadır. Bu projenin amacı, kauçuk türü malzemelerin farklı hızlarda ve değişken yükleme koşulları altında kırılma kriterlerinin kuramsal olarak modellenmesini ve geliştirilen kuramlar için sonlu elemanlar yöntemi (SEY) ile uyumlu sayısal algoritmaların geliştirilmesini içermektedir. Bu kapsamda, kauçuğun kopması, gradyan hasar mekaniği kuramı sayılabilecek olan yaygın alan çatlama teorisiyle modellenecektir. Bu kuram malzememin intak durumdan kırılma durumuna geçişini faz dönüşümü olarak ele almaktadır. Yaygın alan çatlama teorisini kauçuk için uyarlanması için deneylerle tespit edilmiş yırtılma zarfları ile uyumlu kırılma/kopma kriteri geliştirilecek ve yaygın alan çatlama teorisinin içine bünye denklemi şeklinde yerleştirilecektir. İlk aşamada malzemenin yarı-durağan yüklemeler altındaki yırtılması modellenecek ve iki ve üç boyutlu örnek problemlerle doğrulanacaktır. İkinci aşamada bu teori viskoelastik özellikler de dikkate alınarak geliştirilecektir. Geliştirilen modeller basit çekme, iki eksenli gerilim ve hidrostatik çekme gerilmeleri altındaki farklı kopma karakteristikleri altında doğrulanacaktır. Bugüne kadar, fiziksel, mikromekanik ilkelerine dayalı, üç boyutlu, inelastik deformasyon koşullarında çatlama başlangıcını ve ilerleyişini modelleyen yaygın alan çatlama teorisine dayalı bir kuram geliştirilmemiştir. Üçüncü aşamada, kauçuk türü malzemelerin hidrostatik yükler altında gösterdiği kavitasyon türü kararsızlıklar ele alınacaktır. Çok ölçekli, temsili küresel boşluk içeren küresel bir temsili hacim elemanı öncelikle sayısal homojenizasyon yöntemleri ile modellenecek ve porozite etkisini içeren sıkıştırılabilir kauçuk bünye denklemi elde edilecektir. Daha sonra, bu model sürekli ortamlar mekaniği ve hasar mekaniği ilkelerine bağlı kalınarak geliştirilecek ve kavitasyon başlangıcı ve büyümesi modellenecektir. Geliştirilen kuramlar için, sonlu elemanlar yöntemi (SEY) kullanılarak sayısal algoritmalar geliştirilecek ve gerçekleştirilecek benzetimler yardımıyla doğrulama çalışmaları yapılacaktır. Bu kapsamda geliştirilecek sayısal algoritmalar, problem-spesifik çoklu-fizik çözücü açık kaynak kodlu sonlu elemanlar programlarına entegre edilecektir. Proje kapsamında geliştirilen kuramsal ve sayısal yöntem, kauçuk türü malzemelerin tasarımında, özellikle ömür tayini çalışmalarında önemli katkılar sunmaktadır. Deneylerle desteklenen ve idealize edilmiş geometriler için elde edilen analitik yöntemlerle yapılan mühendislik tasarımı günümüzde yerini daha kesin sonuçlar veren bilgisayar destekli, hesaplamalı mekanik ilkelerine dayalı tasarıma bırakmaktadır. Bilgisayar destekli tasarım ürün tasarım aşamasından üretim aşamasına geçiş sürecini ciddi anlamda kısaltmakta ve ürünün kullanım koşulları altında en iyileştirilmesini sağlamaktadır. SEY sayısal bir yöntem olarak ortaya çıktığı son yarım yüzyılda milyarlarca dolarlık bir yazılım sektörüne dönüşmüştür. SEY ile uyumlu kuramların ve bu kuramlardan cebirsel denklemlerinin sayısal çözümlerine yönelik algoritmalarının geliştirilmesi gerek akademik anlamda gerekse mühendislik uygulamaları açısından üzerinde yoğun çalışılan bir alandır. AR-GE endüstrisi, ürün geliştirme sürecinde kullanılan farklı malzemelerin dayanım özelliklerini yüksek kesinlikte öngörebilen yaklaşımlar talep etmektedir. Bu bağlamda proje kapsamında elde edilecek çıktıların önemli bir açığı kapatması hedeflenmektedir.