Geri Dön

Free vibration analysis of anisotropic laminated composite shells of revolution

Anizotropik katmanlı kompozit eksenel simetrik kabukların serbest titreşim analizi

  1. Tez No: 167170
  2. Yazar: ERDEM YAVUZBALKAN
  3. Danışmanlar: DOÇ.DR. ALTAN KAYRAN
  4. Tez Türü: Yüksek Lisans
  5. Konular: Hava ve Uzay Hekimliği, Air and Space Medicine
  6. Anahtar Kelimeler: Serbest titreşim, kompozit kabuklar, anizotropi, eksenel simetrik kabuklar, sonlu üstel Fourier dönüşümü, frekans deneme metodu Vll, free vibrations, composite shells, anisotropy, shells of revolution, finite exponential Fourier transform, frequency trial method v
  7. Yıl: 2005
  8. Dil: İngilizce
  9. Üniversite: Orta Doğu Teknik Üniversitesi
  10. Enstitü: Fen Bilimleri Enstitüsü
  11. Ana Bilim Dalı: Havacılık ve Uzay Mühendisliği Ana Bilim Dalı
  12. Bilim Dalı: Belirtilmemiş.
  13. Sayfa Sayısı: 317

Özet

ÖZ ANİZOTROPİK KATMANLI KOMPOZIT EKSENEL SİMETRİK KABUKLARIN SERBEST TİTREŞİM ANALİZİ Yavuzbalkan, Erdem Yüksek Lisans, Havacılık ve Uzay Mühendisliği Bölümü Tez Yöneticisi: Doç. Dr. Altan Kayran Ağustos 2005, 288 sayfa Bu tezde, Makroskopik Anizotropik Katmanlı Kompozit Eksenel Simetrik Kabukların (MAKKESK) serbest titreşim analizleri çalışılmıştır. Ana denklemler kinematik, konstitütif ve hareket denklemleridir. Kinematik denklemler Reissner-Naghdi kabuk teorisinin geometrik lineer genleme- yer değiştirme denklemlerinin enine kesme ve dönel atalet etkilerim de barındıran birinci derece kayma - deformasyon teorisi ile birlikte kullanılmasından oluşmaktadır. Konstitütif denklemlerde MAKKESK'nin tek katman için içsel gerilmelerin yerine statik eşdeğer yük ve moment sonuçlan kullanılmıştır. Hareket denklemleri ise serbest titreşim problemi için Hamilton prensibi kullanılarak elde edilmiştir. MAKKESK'nin serbest titreşim analizi için türetilen ana denklemler temel değerlerle formüle edilmiş kısmi diferansiyel denklem sistemine dönüştürülmüştür. Sonra bu denklemleri İM noktalı sınır değer problemi olacak şekilde sonlu Üstel Fourier Dönüşüm Metodu (ÜFDM) uygulanarak birinci dereceden adi diferansiyel denklemlere dönüştürülmüştür. Gösterilmiştir ki ÜFDM'nin uygulanması, tam anizotropik şekildeki konstitütif denklemlerinin klasik Fourier Ayrıştırma metodu kullanılarak olanaksız görülen çözümünü olası kılmıştır. Sınır değer problemi öncelikle bir grup başlangıç değer problemine dönüştürülmüştür. Bunun ardından verilen doğal frekans aralığındaki kritik modlar frekans deneme metodu ile bütünleşik çok parçalı sayısal integrasyon kullanılarak bulunmuştur. MAKKESK'nin doğal frekans ve mod şekillerinin çözümü için VIDALSOR isimli bir bilgisayar kodu yazılmıştır. DALSOR her türlü sınır koşullan ve kabuğun ekseni boyunca elastik ve geometrik özellik değişimleri için uygulanabilir. Sayısal sonuçlar sunulmuş ve çözüm metodu ve modal karakteristikler, daha çok doğal frekanslar, üzerindeki makroskopik anizotropi etkisi tartışılmıştır. Silindirik kabuklar üzerinde, ana olarak, fiber oryantasyon açısı, istif sırası, kabuğun her iki ucundaki keyfi sınır koşullan, modal karakteristeki kalınlık yarıçap oranının etkisini inceleyen bir çok durum çalışması gerçekleştirilmiştir. Çözüm metodunun kesik kompozit küresel kabuk üzerine uygulanması da aynca gösterilmiştir.

Özet (Çeviri)

ABSTRACT FREE VIBRATION ANALYSIS OF ANISOTROPIC LAMINATED COMPOSITE SHELLS OF REVOLUTION Yavuzbalkan, Erdem M.S., Department of Aerospace Engineering Supervisor: Assoc. Prof. Dr. Altan Kayran August 2005, 288 pages In this thesis, the free vibration analysis of anisotropic laminated composite shells of revolution (ALCSOR) is studied. The governing equations are kinematic, constitutive, and motion equations. Geometrically linear strain-displacement equations of Reissner-Naghdi shell theory in combination with first-order shear deformation theory in which transverse shear and rotatory inertia effects are taken into consideration. The constitutive relations are for macrosopically ALCSOR in which statically equivalent force and moment resultants, instead of internal stresses for a single layer, are introduced. Equations of motion for the free vibration problem are obtained by the Hamilton's principle. The derived governing equations for the free vibration analysis of ALCSOR are initially formulated into a system of partial differential equations in terms of fundamental variables. Then, those partial differential equations are reduced to a system of first order ordinary differential equations by applying finite exponential Fourier Transform method resulting in a two point boundary value problem. It has been demonstrated that the application of the finite exponential Fourier transform made it possible to solve the governing equations, comprising the full anisotropic form of the constitutive equations, which was otherwise impossible to solve with the classical Fourier decomposition method. First, the boundary value problem formulated is reduced to a series of initial value problems, then the multisegment numerical integration is used in combination with the frequency trial method in order to find the critical modes within a given range of natural frequencies. ivA computer code DALSOR is written for the solution of the natural frequencies and mode shapes of mascroscopically ALCSOR. DALSOR is applicable to any general boundary condition at both ends of the shell, and allows for variation of all elastic and geometric properties in the meridional direction. Numerical results are presented, and mainly discussions on the method of solution and the effect of macroscopic anisotropy on modal characteristics, mainly natural frequencies, are made. Various case studies are performed primarily on cylindrical shells in order to investigate the effects of mainly fiber orientation angle, stacking sequence, arbitrary boundary conditions at the edges of the shell, thickness-to-radius ratio on the modal characteristics, mainly natural frequencies. Application of the method of solution has also been demonstrated for a truncated composite spherical shell.

Benzer Tezler

  1. Tez No

    136513

    Katmanlı kompozit dikdörtgen plakların burkulma ve titreşim analizi

    Buckling and vibration analysis of laminated composite rectangular plates

    METİN AYDOĞDU

    Doktora

    Türkçe

    Türkçe

    2003

    Makine MühendisliğiTrakya Üniversitesi

    Makine Mühendisliği Ana Bilim Dalı

    YRD. DOÇ. DR. TANER TIMARCI

  2. Tez No

    244202

    Tabakalı kompozit plakların ve silindirik sığ kabukların serbest titreşim analizi

    Free vibration analysis of laminated composites plates and cylindrical shallow shells

    ALİ DOĞAN

    Doktora

    Türkçe

    Türkçe

    2009

    İnşaat MühendisliğiÇukurova Üniversitesi

    İnşaat Mühendisliği Bölümü

    DOÇ. H. MURAT ARSLAN

  3. Tez No

    492452

    Tabakalı kirişlerin statik, serbest titreşim ve burkulma analizleri için bir sonlu eleman modeli

    A finite element model for static, free vibration and buckling analyses of laminated beams

    MUHİTTİN TURAN

    Doktora

    Türkçe

    Türkçe

    2018

    Mühendislik BilimleriKaradeniz Teknik Üniversitesi

    İnşaat Mühendisliği Ana Bilim Dalı

    DOÇ. DR. VOLKAN KAHYA

  4. Tez No

    223323

    Tabakalı kompozit plakların serbest titreşim analizi

    Free vibration analysis of laminated composite plates

    MEHMET ÖZAKINCI

    Yüksek Lisans

    Türkçe

    Türkçe

    2006

    Makine Mühendisliğiİstanbul Teknik Üniversitesi

    Makine Mühendisliği Ana Bilim Dalı

    PROF.DR. VEDAT KARADAĞ

  5. Tez No

    184326

    Homojen olmayan ortotrop kompozit malzemelerden oluşan dikdörtgen plakların enine kayma deformasyonunu içeren titreşim analizi

    Vibration analysis of the rectangular plates made of non-homogeneous orthotropic composite materials including transverse shear deformation

    İFFET FEYZA ÇIRAK

    Yüksek Lisans

    Türkçe

    Türkçe

    2004

    İnşaat MühendisliğiSüleyman Demirel Üniversitesi

    İnşaat Mühendisliği Ana Bilim Dalı

    DOÇ.DR. ABDULLAH SOFİYEV

Geri Dön