Delikli kompozit plakaların dinamik analizi
Dynamic analysis of the composite plate with hole
- Tez No: 166679
- Danışmanlar: Y.DOÇ.DR. VEDAT ZİYA DOĞAN
- Tez Türü: Yüksek Lisans
- Konular: Uçak Mühendisliği, Aircraft Engineering
- Anahtar Kelimeler: Belirtilmemiş.
- Yıl: 2005
- Dil: Türkçe
- Üniversite: İstanbul Teknik Üniversitesi
- Enstitü: Fen Bilimleri Enstitüsü
- Ana Bilim Dalı: Belirtilmemiş.
- Bilim Dalı: Belirtilmemiş.
- Sayfa Sayısı: 195
Özet
DELİKLİ KOMPOZIT PLAKALARIN DİNAMİK ANALİZİ ÖZET Kompozitler günümüzde spor malzemelerinden otomotiv sektörüne deniz araçlarından uzay sanayiine kadar her alanda kullanılmaktadır. Kompozit malzemeler diğer malzemelere göre ağırlıklarına oranla genellikle daha hafif ve daha dayanıklıdır. Kompozit malzemeler fiziksel ve kimyasal olarak daha iyi özellikler elde edebilmek için iki veya daha fazla malzemenin makroskopik birleşiminden elde edilir. Her ne kadar makraskopik birleşme söz konusu ise de fıber-matris birleşiminden oluşan kompozit malzemeler için mikromekanik formülasyon kullanılır. Kompoziti oluşturan elemanların özellikleri bütünün özelliğinin hesabına yansıtılmaktadır. Kompozitler kullanılarak yapılan tasarımlarda hem malzeme hem de yapı tasarımı vardır. Kompozit malzemelerin özellikleri isteğe göre ayarlanabilir, yani matris tipine, fiber doğrultusuna, fiber sayısına vb. bağlı olarak malzeme özellikleri kontrol altında tutulabilir. Kompozit plakalar üzerinde delik açılması (gerek imalat aşamasında gerekse sonradan) sık görülen bir durumdur. Kompozit tabakalardan oluşan yapısal elamanlarda (uçak kanatlarındaki gibi) delikler yapının dinamik ve statik karakterinin değişimine sebep olabilir. Bu nedenle, kompozit plakalarda değişik yüklemeler altında deliklerin, plaka davranışı üzerinde nasıl bir etkisinin olduğunun incelenmesi gerekir. Genelde kompozit alanında yapılan çalışmalar kompozitlerin optimizasyonu, tabakaların ayrılması ve/ya onarımı üzerinedir. Delikli kompozit plakalar konusunda geçmişte yapılan çalışmaların sayısı oldukça sınırlıdır. Ancak bu konudaki çalışmalar özellikle 1990'dan itibaren son yıllarda hız kazanmıştır. Bu çalışmada; delikli kompozit plakanın farklı malzeme özellikleri, farklı delik boyutu ve sınır şartlarına göre dinamik ve statik cevaplarındaki değişimler incelenmiştir.Plaka ortasında bulunan deliğin çapı değiştirilerek, statik yük altında plakanın cevabındaki değişim incelenmiştir. Çap değişimine bağlı olarak maksimum çökme (deplasman) ve von Mises gerilmesindeki değişimler, doğal frekanslar ve modları bulunmuştur. Fiber dizilim açısı değiştirilerek delikli plakanın statik ve dinamik cevabının değişimi incelenmiştir. Ayrıca hesaplamalarda statik yüklü delikli kompozit plakanın artan sıcaklıkla nasıl etkilendiği incelenmiştir. Burkulma sıcaklığı bulunmaya çalışılmıştır. Delikli bir plaka için sınır şartlarının (basit mesnetli ve ankastre) statik ve dinamik cevaplara etkisi incelenmiştir. Bütün sayısal hesaplamalar için ticari bir sonlu elemanlar programı olan ANSYS 8.0 kullanılmıştır. Bu çalışma, birçok alanda kullanılan kompozit plakaların üzerinde herhangi bir nedenden dolayı oluşan delikten nasıl etkileneceğini bize göstermektedir ve tasarımda bu etkilerin nasıl hesaba katılabileceği konusunda bize bazı ipuçları vermektedir. Bu çalışma daha değişik konfigürasyonlar (farklı sayıda delik, değişik delik ve plaka geometrisi, değişik yükleme şartlan vs.) için geliştirilebilir. xı
Özet (Çeviri)
DYNAMIC ANALYSIS OF THE COMPOSITE PLATE WITH HOLE SUMMARY Nowadays, composites are used in a wide range from sport goods to otomotive sector, from sea vehicle to space industry. Composite materials are usually lighter and have more strength than other materials according to their weights. Composite materials are developed from macroscopic combination of two or more materials in order to have better characteristics. Although macroscopic combination is an issue in this process, micromechanic formulation is being used for composite materials which are consisted of fiber-matrice combinations. Characteristics of elements forming composites are included in overall characteristic calculation. There are both material and structural design concepts are included in the designs that uses composites. Characteristics of composite materials can be determined by the demand, those material characteristics can be taken under control by matrice type, fiber orientation, fiber number, etc. To open a hole on the composite plates (in production phase or later) is a frequent requirement. In the composite laminated structural elements such as aircraft wings, cutouts can cause a change in static and dynamic characteristics of the structure. For this reason, it should be investigated that how various loads on composite plates with holes affect the responses of the plate. Usually reseaches in the composite field are about composite optimization, delamination and/or repairment. Number of the previous researches about composite plates with hole are quite limited. However, researches of this subject have increased since 1990. In this research, the dynamic and static responses of the composite plates with hole(s) are analyzed under different material characteristics, different hole dimensions and various boundary conditions. xnThe variaton of the responses of the plate under a static load are analyzed by changing the hole diameter. Maximum deflaction and von Mises stress depended on the diameter changing, also natural frequancies and modes are found according to the diameter variation. The variaton of the dynamic and static responses of the composite plates with hole are analyzed under different fiber orientations. Also, in the calculations, effect of the temperature increase on the static loaded composite plates with holes are analyzed. The buckling temperature was found. Parametric studies are performed to investigate the effect of boundary conditions (simply/ankastre supported) on the static and dynamic responses of the plate. For all numerical solution ANSYS 8.0 (based on Finite Element Methodology) is used. This research will show us how the composite plates used in different fields will be affected from a hole on them, and it provides us some clues about how those effects can be calculated in the design. This research can be improved for more various configuratiouns (more hole, varied hole and geometry of plate, various load conditions etc.). xiu
Benzer Tezler
- Değişken katılığa sahip katmanlı delikli kompozit plakların düşük hızlı darbe etkisi altında dinamik davranışının modellenmesi, analizi ve optimizasyonu
Design, analysis and optimization of dynamic behavior of variable stiffness laminated composite plate with hole under low velocity impact effect
GÖRKEM KARASU
Yüksek Lisans
Türkçe
2022
Mühendislik BilimleriGazi ÜniversitesiMakine Mühendisliği Ana Bilim Dalı
PROF. DR. TUNCAY KARAÇAY
- Delikli kompozit plakaların mekanik dayanımının sonlu elemanlar yöntemiyle incelenmesi
Investigation of mechanical strength of open hole composite plates with finite element method
EMRE ÖZASLAN
Yüksek Lisans
Türkçe
2019
Makine MühendisliğiTOBB Ekonomi ve Teknoloji ÜniversitesiMakine Mühendisliği Ana Bilim Dalı
PROF. DR. MEHMET ALİ GÜLER
- Değişken parametrelere sahip delikli katmanlı kompozit plakaların kritik burkulma yüklerinin sonlu elemanlar yöntemiyle parametrik tasarımı ve yapay sinir ağları ile modellenmesi
Parametric design of critical buckling loads of perforated layered composite plates with variable parameters using the finite element method and modelling with artifical neural networks
ALİ ZOP
Yüksek Lisans
Türkçe
2023
Makine MühendisliğiGazi ÜniversitesiEndüstriyel Tasarım Mühendisliği Ana Bilim Dalı
PROF. DR. MURAT TOLGA ÖZKAN
- Düzlem yüklemesi altında delikli kompozit plakaların peridinamik teori ile incelenmesi
Investigation of holed composite plates exposed to in-plane loading by the peridynamic theory
BUŞRA BAYKAN MERCAN
Yüksek Lisans
Türkçe
2021
Makine MühendisliğiTOBB Ekonomi ve Teknoloji ÜniversitesiMakine Mühendisliği Ana Bilim Dalı
PROF. DR. MEHMET ALİ GÜLER
PROF. DR. BORA YILDIRIM
- Ortasında dairesel delik bulunan tabakalı ortotropik kompozit plakaların sonlu elemanlar yöntemi kullanılarak burkulma analizi
Buckling analysis of laminated orthotropic composite plates wi̇th a circular hole in the middle by using finite element method
KERİMAN YILMAZ
Yüksek Lisans
Türkçe
2024
İnşaat MühendisliğiOndokuz Mayıs Üniversitesiİnşaat Mühendisliği Ana Bilim Dalı
PROF. DR. ZİHNİ ZERİN