Geri Dön

Tabakalı silindirik kabukların yapısal analizi

Structural analysis of the laminated cylindrical panels

  1. Tez No: 172114
  2. Yazar: SİBEL KÜÇÜK
  3. Danışmanlar: Y.DOÇ.DR. VEDAT ZİYA DOĞAN
  4. Tez Türü: Yüksek Lisans
  5. Konular: Havacılık Mühendisliği, Aeronautical Engineering
  6. Anahtar Kelimeler: Belirtilmemiş.
  7. Yıl: 2006
  8. Dil: Türkçe
  9. Üniversite: İstanbul Teknik Üniversitesi
  10. Enstitü: Fen Bilimleri Enstitüsü
  11. Ana Bilim Dalı: Belirtilmemiş.
  12. Bilim Dalı: Belirtilmemiş.
  13. Sayfa Sayısı: 110

Özet

ÖZET Günümüzde havacılık ve uzay sanayinde, otomotiv sektöründe, gemi-yat- denizaltı inşaatında vb. bir çok alanda kullanılan kompozit malzemeler; daha mukavim, dayanıklı ve hafif olabildiklerinden araştırma konusu haline gelmiştir. Kompozit malzeme terimi; iki ve/veya daha fazla malzemenin makroskobik olarak bir araya getirilerek oluşturulmasıyla elde edilen yeni yapıyı tanımlamaktadır. İki ve/veya daha fazla malzemeyi bir araya getirerek yeni bir yapı oluşturmanın amacı ise bileşenlerinden çok daha üstün özelliklere sahip, yeni bir malzeme elde etmektir. Kompozit malzeme bileşenleri ; çeşitli form ve dizilimlerdeki fiberler ve bu fiberleri bir arada tutan reçine (matrix)' den oluşmaktadır. Fiberler kompozit bir yapıda önemli rol oynarlar. Kompozit yapıya üstün özellikleri kazandıran bileşen fiberdir. Havacılık ve uzay sanayinde kullanılan kompozit malzemeler, fiber-takviyeli silindirik kabuklar olarak yapılarda yer almaktadır. Silindirik kompozit panellerin analizi oldukça zordur. Karmaşık ve çözümü uzun zaman alan formüllere sahiptir. Literatürde bir çok silindirik kompozit kabuk çalışması olmasına rağmen hiçbiri silindirik kompozit kabuk kavramım anlamaya yardımcı formulasyon ve anlatıma sahip değil. Bu çalışma, kompozit malzemeleri ve silindirik kabuklan anlamaya yönelik bir çalışmadır. Bu iki tema, hesaplamalarda bir araya getirilerek formülleri oluşturulmuştur. İlk olarak, genel malzeme özellikleri hakkında bilgi verilmiş; izotrop, anizotrop, ortotrop, lineer ve lineer olmayan malzeme kavramları açıklanmıştır. Daha sonra, kompozit malzemeler, bunların özellikleri, avantaj ve dezavantajları sunulmuştur. Özellikle fiber takviyeli, tabakalı malzemeler ve özellikleriincelenmiştir. Böylelikle fiberlerin kompozit içindeki önemi pekiştirilmiştir. Tabakalı kabukların katılık matrisini belirleyebilmek için tek bir tabakanın elastik özelliklerinin tesbit edilmesi gerekmektedir. Bir tabakanın elastik özelliklerini bulmak için mikromekanik kullanılmıştır. Mikromekanik, tabakayı oluşturan fiber vereçine özelliklerinden yola çıkıp; aslında heterojen olan tabakayı, homojen malzeme gibi davranacak elastik özelliklerini hesaplar. Tabakalı kabukların makromekanik özelliklerini belirlerken Klasik Tabakalı Kabuk Teorisi kullanılmıştır. Tabakalı kabuğun A,B,D katılık matrisleri bu teoride yapılan yaklaşımlarla ortaya konmuştur. Kuvvet ve momente maruz silindirik bir kabuğun, birim kabuk geometrisinden denge denklemleri kurulmuştur. Ve sonra yer değiştirme fonksiyonları kullanılarak hareket denklemleri elde edilmiştir. Analiz bölümünde ise; farklı eğrilik açılarına sahip, ortotropik artı-tabakalı silindirik kabukların analizi sonlu elemanlar yöntemini kullanan ANSYS 8.0 programıyla yapılmıştır. Analizde farklı eğrilik açılarına sahip altı tabakalı kabuk modeli oluşturulmuş ve bunların farklı sınır koşullarında doğal frekansları; yayılı- tekil-şerit yük altında gerilme ve çökme sonuçlan bulunup karşılaştırılmıştır. Kabuğun çökme ve gerilmesinde; sınır şartlarının, kabuk kamburluğunun ve fiber diziliminin etkisi farklı yüklemeler için ayrı ayrı tesbit edilmiştir. xi

Özet (Çeviri)

SUMMARY Studies of strong, stiff, lightweight materials for application to diverse structures-from aircraft, spacecraft, submarines, and surface ships to machine components, civil structures, automobiles-focus on using fiber-reinforced composite materials. The term“composite material”indicates a material which is formed by combining at least two different materials on a macroscopic scale. The main purpose of combining two or more constituent materials to form a composite is to generate a new material that has better overall properties than its constituents. Advanced composites are composed of fibers of various forms, and a matrix. Fibers play a significiant role in composites. They are the major component that provides the superior properties of a composites. The composites, which are used in specially in aircaft and spacecraft structures, are found in structures the form of curved laminated fiber-reinforced panels. The analaysing of curved composite panels are extremely difficult. Formulations are complex and take long times. Hovewer, in literatür, there are many study in curved composite panel concept, no one of these studies have enough calculation and formulation to uderstand what curved composite panels means and how they exist in equations. This reaserch was based on understanding the composite materials and curved panel structures. These two concept were combined in calculations and then, curved composite panels formulations are governed. Fistly, a general information was given about material properties. Isotropic, anisotropic, ortotropic, lineer and nonlineer material concepts were explained. Then, composite materials, their properties, advantages and disadvanteges were presented. Especially, fiber reinforced materials and their mechanical behaviorus are presented. These will be povide uderstanding the role of fibers in composite structures. In the analysis, laminate siffhess matrice of laminated panel will be needed. To determine a laminate stifness matrice, we need to know one lamina elastic xupoperties. To find the elastic properties of a lamina, micromecanis was used. Micromechanics is the study of determining the properties of a lamina based on the properties of the constituents(fiber and matrix) that make up the lamina. A fiber- reinforced lamina is a heterogeneous material, but micromechanics allows one to represent the lamina as a homogeneous material. Classical Lamination Theory (CLT) is used to analyze a laminate based on the laminae that make-up the laminate. Using CLT, the stiffness matrices (A, B, D matrices) for a laminate can be determined. The stiffness matrices are needed in order to analyze a laminate under a given loading condition. Using the geometry of a unit shell element of a curved panel which is under force and moment resultans, the equations of equilibrum were constituted. Then equations of motions are formed using displecement ructions. In the analysis part, the ortotropic cross-ply laminated circular cylindrical panels, which have different radius were analysed by using ANSYS 8.0 program that use finite element method. Natural frequencies of the six panel were obtained. And, natural freqencies of these panels are compared. Also, different forces was applied to the each laminated panel. Maksimum deflections and stresses are founda and these results were compared. xiu

Benzer Tezler

  1. Tez No

    96699

    Kalınlık boyunca homojen olmayan ortotrop elastik malzemelerden oluşan üç tabakalı silindirik kabukların zamana bağlı değişen dış basınç yükü etkisi altında dinamik stabilitesi

    Dynamic stability of radially non-homogeneous orthotropic elastic three layered cylindrical shells under the effect of varying dependent external pressure

    ZİHNİ ZERİN

    Yüksek Lisans

    Türkçe

    Türkçe

    2001

    İnşaat MühendisliğiKaradeniz Teknik Üniversitesi

    İnşaat Mühendisliği Ana Bilim Dalı

    PROF. DR. ÜMİT UZMAN

  2. Tez No

    391981

    Fonksiyonel değişimli çekirdeğe sahip üç tabakalı silindirik kabukların parametrik titreşim

    Parametric vibration of three-layered cylindrical shells with functionally graded core

    İBRAHİM YILDIZ

    Yüksek Lisans

    Türkçe

    Türkçe

    2015

    İnşaat MühendisliğiSüleyman Demirel Üniversitesi

    İnşaat Mühendisliği Ana Bilim Dalı

    PROF. DR. ABDULLAH AVEY

  3. Tez No

    295080

    Kombine yükler etkisi altında homojen olmayan ortotrop malzemelerden oluşan kayma deformasyonlu tabakalı silindirik kabukların stabilitesi

    The stability of shear deformable laminated cylindrical shells made of non-homogeneous orthotropic materials subjected to combined loads

    MEHMET AVCAR

    Doktora

    Türkçe

    Türkçe

    2011

    İnşaat MühendisliğiSüleyman Demirel Üniversitesi

    İnşaat Mühendisliği Ana Bilim Dalı

    PROF. DR. ABDULLAH AVEY

  4. Tez No

    295087

    Burulma yükü etkisi altındaki fonksiyonel tabaka içeren üç tabakalı silindirik kabuğun burkulmasına Winkler zemin etkisinin incelenmesi

    The investigation of the effect of a Winkler foundation on the buckling of three layered cylindrical shells containing functionally graded layer under torsion

    ŞEYDA ADIGÜZEL

    Yüksek Lisans

    Türkçe

    Türkçe

    2011

    İnşaat MühendisliğiSüleyman Demirel Üniversitesi

    İnşaat Mühendisliği Ana Bilim Dalı

    PROF. DR. ABDULLAH AVEY

  5. 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

Geri Dön