Gemi levhalarının elasto-plastik olarak incelenmesi
Elasto-plastic analysis of the ship plates
- Tez No: 2232
- Danışmanlar: PROF. DR. MESUT SAVCI
- Tez Türü: Doktora
- Konular: Gemi Mühendisliği, Marine Engineering
- Anahtar Kelimeler: Belirtilmemiş.
- Yıl: 1985
- Dil: Türkçe
- Üniversite: İstanbul Teknik Üniversitesi
- Enstitü: Fen Bilimleri Enstitüsü
- Ana Bilim Dalı: Belirtilmemiş.
- Bilim Dalı: Belirtilmemiş.
- Sayfa Sayısı: 100
Özet
ÖZET Bu çalışmada, bir geminin düzenli denizlerde seyretmesi sıra sında, bünyesinde oluşan iç kuvvetlerin alt ve üst sınır de ğerleri incelenmiş, bu değerlerin elastik, elasto-plastik ya da tam plastik sahada kalıp kalmayacağı araştırılacak, boyut- lamaya ya da yapısal gemi dizaynına esas olacak orta kesit mukavemeti ve dizayner açısından önemli olabilecek boyutlama yöntemi geliştirilmiştir. Ayrıca, boyuna simetri düzlemindeki boyuna eğilmeden doğan düşey eğilme momentinin gemi boyunca değişimi frekans domeninde, frekansın bağlısı olarak incelen miş ve elde edilen iç kuvvet değerleri esas alınarak, orta kesit boyutlaması yapılmıştır. Çalışma dört bölüm ve iki ek bölümden meydana gelmiştir. Birinci bölümde, konunun önemi belirtilerek, böyle bir çalış maya neden gerek duyulduğu açıklanmış, uygulamaya dönük nokta lar incelenerek, Gemilerin orta kesitlerinin boyutlaması üze rine yapılan elastik ya da plastik çalışmalar gruplara ayrıla rak, kısa özetler verilmiş, boyutlamada bu günkü durum anla - tılmıştır. İkinci bölümde, gemi ve çevre akışkan arasındaki, karşılıklı etkileşimleri de gözönünde bulundurarak sistemin hareket denk lemleri elde edilmiştir. Bu denklemlerin elde edilmesinde, ana litik mekaniğin varyasyon ilkelerinden Hamilton-Ostrogradskii ilkesi kullanılmıştır.- II - Gemi ve çevre akışkan ortamının kinetik ve potansiyel enerji leri ile birlikte sönüm kuvvetlerini içeren enerji ifadeleri yazılıp neticede Lagrange enerji fonksiyonluları elde edilmiş, ve bu fonksiyonun belli zaman aralığında varyasyonunun denge konumunda sıfır olduğu düşünülerek hareketi karakterize eden denklemler elde edilmiştir. Geminin boy istikametindeki si metri düzleminde yazılan kısmî-integro-diferansiyel denklem ler, seperasyon yöntemi kullanılarak, adi diferansiyel denk lemlere dönüştürülmüş ve modal form yazılarak öz frekans ve bunlara karşı gelen öz formlar ya da Mod' lar elde edilmiştir. Her Mod'a tekabül eden orta kesit eğilme momenti elde edilmiş, elastik sınırdaki akma başlangıcına ait moment ya da tam plas- tikleşmeye tekabül eden momentle karşılaştırmakla modun elas tik ya da plastik mod olup olmadığı saptanmıştır. Daha sonra, gemi orta kesiti, iki borda levhası, dip levhası, boyuna per de 'levhaları ve güverte levhalarının birleşiminden meydana gelmiş basit bir kutu kesit olarak ele alınmış, böylece“eş değer kesit yöntemi”kullanılarak frekansa bağlı olarak elde edilen, eğilme momenti, bu eşdeğer kesite uygulanarak ve elas- to-plastik inceleme yapılmıştır. Üçüncü bölümde, Ek II de ara işlemleri verilen denklemlere sayısal uygulama yöntemi belirtilmiş uygulanan bilgisayar programının içeriği belirtilmiştir. Sonuçlarda, sayısal uygulamada çıkan nümerik değerler ve ileriye dönük çalış mayı destekleyici önerilerde bulunulmuştur. Her iki ek bölümde de diğer bölümlerde sonuç olarak belir tilen denklemlerin ara işlemleri verilmiştir.
Özet (Çeviri)
SUMMARY ELASTO-PLASTIC ANALYSIS OF THE SHIP PLATES In this study bending moment in the midship section of a ship in a seaway is evaluated in the frequency domain and, elastic and plastic boundaries of the system are investigated. The system of a ship and fluid is taken as a dynamic system and via the use of Hamilton-Ostrogradskii principle, which is one of the variational principles of analytical mechanics, the equations of motion of the body-fluid interaction are obtained. As it is well known, if a physical system is perturbed from it's equilibrium position it will perform a certain motion. Furthermore, if this system is considered as an elastic one there will be some unbalanced internal forces and couples in the cross-section and hence a distortion of this section will occur. Obviously, the amplitude of internal forces depends on the characteristics of the motion, and the types of the perturbation acting on the system. Ship motions, by nature, are quite complex to analyse and there is always an interaction effects between different modes. The exact formulation of this problem is very difficult and it is a know fact that this interaction problem has not been defined in a complete and rigorous manner. The aim of this study is to find out the characteristics of the variations of internal forces in the cross-sections of a ship and to relate the magnitude variations to the actual calculation. In order to formulate the equations of motion the usual simplyfiying assumptions related to the fluid and its motion are made together with the boundary conditions an concerning the body and the fluid domain. In order to obtain the equations of motion for the aforementioned body-fluid interaction phenomenon, the variational principles of analytical mechanics have been used. In fact, the use of the variational technique in?-İV- the formulation of dynamic systems has some advantages. For instance, once a scalar energy function is defined, it is possible to derive the equations of motion of this dynamic system under the linearity assumption, the energy function, can be formulated for a ship and it's surrounding fluid and by the use of superposition principle it becomes possible to derive the general equations of motion for the whole system. By employing the Hamilton-Ostrogradskii principle the equation of motion can be written in a general from as follows : ti n -* ^ -? / ( i / ( w] ow + t0 X t0 o X1 + [lxlV + I21$+ I310]«^ + [I12^+ x22* + I32^6lJ; + + [l31.Vcj>)dv (3c) 2 D and is variation is, ti t, 1 6 / T dt = / .V)dv]dt (3d) Co to 2 D where p is the density of the fluid, D is a total volume of the. fluid domain.-VI- It is, further assumed that the surface and volume variations caused are negligible by small waves. Eq.(3d)l is replaced by the equivalent relation, 16 T2 dt = / p / V Vöf dv dt (3e) to t0 D By means of Green Theorem above equation is rewritten as follows 2 9 V6 dv= -p / V (6)dv + p / ds KJZ) D D I 3n where S is a fluid surface n* is an outward normal of surface. Ön the other hand we also have, V2 - 0 and A2(6(J>) =^SV2 =0 (3g) d 94> p/4>ds=lD / ds (3h) Z 9n S^+Sf an and hence, ti ti 86 / 6* T dt = / 6 / ds dt (31) where 0 is the velocity potential and taken as the sum of two velocity potential namely , and $2 an(x,y,z;t) = ^1(x,y9z;t) + 2(x,y,z;t) (3k)-VII- tx ti 6 f T2 dt = -p / / {[(HvY2)Y2+(Hiiry3)Y2+(HVY4)y2+ t0 t0 (H$Y5)Y2 + (HeY6)Y2]-(hİİ>»'5)y5 + (H8y6)y51^+[(Hvy2)Y6 +(Hwy3)y6-+(H(J;y4)Y6 + (H^5)Y6+(HeY6)Y6]^^2+HwT3+Hvr4+HÎnr5+HeYjST +Hxf Y26v + H^y3 +K{Çj6 59}ds d t (3m) Referring to the usual assumptions already made earlier in the analysis the elastic potential energy of ship-like body may be defined as nx = - / (Lw]TU]{w> + [flTtcQ {$}) Jx (4a) 1 o During the motion, [b] and [c] rigidity matrix elements are to be constant and hence we have,-VIII- t, fcı L )] 6v4-cu(v/ -&&p+[c22(w-}\>j}' 6w + c22(w-i|;)6i|;)dx dt (4b) At the same time, the variation of II may be written as follows, t i «-i 6 S 7T2 dt = pg / / -{TrY2öv+tY35w+ t?Y4«S^5ÖTp+nÇY66e trt t0 SF + CC +vy2-*wy3+V^4+ 4fY5^ÖY6)öîT} ds dt (4c) on the system, the potential forces and their variations -muv - p / [(HvY2)Y2+(HwY3)Y2+(Hn4)Y2+(HifY5)Y2+ x (H6y6)Y2] dlx -p/ (H1C+gç)Y2dlx*[c11)' -/ [a^v +*%2**i%$ +*%$ ^^I^-jT0 lx (5c) -I12lf-I22^-I32e-p / [(H^Y2)Y5+(HwY3)Y5^(H(fY4)Y5+WY5)Y5+ ^x (HeY6)Y5]dlx-p / (H1£+gÇ)Y5 dlx+tb22 l*Ca2 b22^' lx + C22(w-i^ )+a5 c22(w-i|; )“+ / [ (a^+a^w+a^^ + lx a*ıj» +-a.,01 dl = 0 (5d) 44 45 -1 x.I13*-I23'i; ”W " p/ [(H5Y2)Y6+(HwY3)Y6-(HVY4)Y6* X (H^y5)Y6+(H0Y6)Y6]dlx-p / (H^+gOYg dlx + 0>336]'+ ?'?x + [a3 b339f- / [a^v +a*,,w ta*3« +a«4* +a^SJ dlx - 0 *x (5e) HvY2+HwY3+H(pY44-HİjJY5+HeY6 +H]LÇ+ g(C+vY2+wY3+y>Y4^ ^Y5+ÖY6) = 0 (5f)-X- The equations could be written as into two ordinary differential equations for the vertical plane, of the ship. From the solution of these equations we obtain m22(x)w(x,t)- [c22(x) {|3(x,t)4a5(x,t)}j -?(x,t) (6a) I22(x)$ (x,t)-[b22(x){iJ>'(x,t)-KX2(x) $'(x,t)}]- -c22(x) [S(x,t)+a5(x) 3 (x,t)] - ~£#(x,t) (6b) w (x,t) = i\> (x,t) + $ (x,t) (6c) where 3 (x,t) represents shear strain. These equations may be solved in modal form w(x,t) = I qk(t) wk(x) (7a) * = fcSo %(t) Vx) (7b) ^X't} = k^ oqk(t> 3k(x) (7c) The generalised coordinate q (t) is a measure of the deformation in the kth principal mode wk(x). The expressions for the deflections given by equations (7a to 7b) are substituted into the equations (6a to 6c), Following this, the equations of vertical and rotary are multiplied by ws(x) and ^s(x), respectively and these products are integrated along the ship. After the necessary orthogonality conditions have been employed, a set of equations is found to govern the variation of qs(t). They are-XI- ı^ıf>s]dx (s-0,1,2,3,...) (8) where y, is the generalised mass,
Benzer Tezler
- Tabakalı cam/karbon elyaf takviyeli kompozit yüzlü sandviç kirişlerin eğilme davranışının incelenmesi
Investigation of bending behavior of laminated glass/carbon fiber reinforced composite faced sandwich beams
KÜBRA AKTAŞ
Yüksek Lisans
Türkçe
2022
İnşaat MühendisliğiNecmettin Erbakan Üniversitesiİnşaat Mühendisliği Ana Bilim Dalı
DOÇ. DR. EMRAH MADENCİ
DOÇ. DR. LOKMAN GEMİ
- Toz altı ve MAGC kaynağında kaynak ağzı-nüfuziyet ilişkisinin incelenmesi ve ekonomik yönden kıyaslanması
The searching the relation between groove and weld penetration for submerged arc welding and MAGC and also compares them about economic
VOLKAN KAYAKÖK
Yüksek Lisans
Türkçe
2009
Makine MühendisliğiYıldız Teknik ÜniversitesiMakine Mühendisliği Ana Bilim Dalı
PROF. NURULLAH GÜLTEKİN
- Isogeometric structural analysis of beams and plates
Kiriş ve levhaların izogeometrik analiz yaklaşımıyla statik ve dinamik davranışlarının incelenmesi
MUSTAFA ERDEN YILDIZDAĞ
Yüksek Lisans
İngilizce
2014
Gemi Mühendisliğiİstanbul Teknik ÜniversitesiGemi İnşaatı ve Gemi Makineleri Mühendisliği Ana Bilim Dalı
PROF. DR. AHMET ERGİN
- Değişken kalınlıklı eliptik levhaların burkulması ve titreşimleri
Stability and vibrations of elliptical plates with variable thickness
İSMAİL BAYER
Doktora
Türkçe
2002
Gemi Mühendisliğiİstanbul Teknik ÜniversitesiGemi İnşaatı Ana Bilim Dalı
PROF. DR. M. CENGİZ DÖKMECİ