Geri Dön

Yapısal kompozit malzemelerde gerilme analizi

Stress analysis for the structural composite materials

PDF İndir

  1. Tez No: 251985
  2. Yazar: ABDULLAH DÖNMEZ
  3. Danışmanlar: PROF. DR. ZİYA ABDULALİYEV, YRD. DOÇ. DR. ŞENOL ATAOĞLU
  4. Tez Türü: Yüksek Lisans
  5. Konular: Makine Mühendisliği, Savunma ve Savunma Teknolojileri, İnşaat Mühendisliği, Mechanical Engineering, Defense and Defense Technologies, Civil Engineering
  6. Anahtar Kelimeler: Belirtilmemiş.
  7. Yıl: 2009
  8. Dil: Türkçe
  9. Üniversite: İstanbul Teknik Üniversitesi
  10. Enstitü: Fen Bilimleri Enstitüsü
  11. Ana Bilim Dalı: İnşaat Mühendisliği Ana Bilim Dalı
  12. Bilim Dalı: Yapı Mühendisliği Bilim Dalı
  13. Sayfa Sayısı: 97

Özet

Bu çalışmada kompozit malzemelerin gelen etkilere karşı davranışı gerilme analizleriyle incelenmiştir. Son yıllarda hızlı bir şekilde gelişen kompozit malzemelerin kullanımı kendisini savunma sanayiinde kompozit zırhların geliştirilmesi şeklinde göstermektedir. Bu çalışmada; kompozit zırhlar için farklı bir yaklaşım ile kompozit malzemelerden oluşturulan bir modelin gerilme analizi yapılmıştır. Kompozit zırh tasarımında farklı malzemelerden farklı yaklaşımlar yapılmıştır. Kompozit zırh Al, Ti ve çelikten oluşan modellemelerle en uygun tasarım aranmıştır. Alüminyum levha içine çelik ve Ti'dan oluşan borular yerleştirilerek yüke maruz bırakılıp, bu yük altında oluşan gerilmelerin davranışları incelenmiştir. Bu inceleme için ANSYS programı kullanılmıştır. ANSYS programının kullanılma amacı ANSYS programının, modelin realiteye dönüştürülmesinde en önemli safha olan modelin meshleme işlemini başarılı bir şekilde yapıyor olmasıdır. Fotoelastik yöntemle yapılan mekanik deneyin sonuçlarıyla ANSYS'de aynı modelin gerilme analizleri karşılaştırılmış ve gerilmeler arasında kabul edilebilir bir hata oranı ile uyum olduğu görülmüştür. Bu çalışmada; ANSYS programı kullanılarak modelin oluşturulması adım adım gösterilmiştir. Modelde ilk başta üç farklı malzeme kullanılmıştır. Al, çelik ve Ti'dan oluşan modelde iki boyutlu bir inceleme yapılmıştır. Sonuçların analizinden modelin boyutları ve iki malzeme seçimi yapılmıştır. ANSYS ile modelin üzerinde farklı şekillerde değişiklikler yapılarak Sonlu eleman modellemeleri tekrar edilmiştir ve en sonunda hem maliyet hem de gerilme değerleri dikkate alınarak optimum bir kombinasyon bulunmuştur. Sonuç olarak çelik boruları ihtiva eden Al levhaların gelen darbelerden oluşan gerilmeleri karşılaması bakımından başarılı oldukları anlaşılmaktadır. Alüminyum ve çelikten oluşan kompozit zırhların iki ve üç boyutlu incelemelerinde halkaların sayısı, halka kalınlığı ve çelik halkalar arasındaki mesafeler değiştirilerek bu değişikliklerden kaynaklanan gerilme farklılıkları dikkate alınmıştır. Gerilmelerin karşılaştırılması ile farklı bir zırh tasarımı oluşturulmuştur. Bu model Model-7 olarak adlandırılırmış ve gerçek yük ile ANSYS modellemesi yapılmıştır. Bulunan bu modelin diğer modellerden daha başarılı olduğu görülmüş ve modelin 3 boyutlu incelemesi yapılmıştır. Tasarlanan bu modelin balistik performans açısından diğer modellerden daha başarılı olduğu sonucuna varılmıştır. ANSYS, MATLAB, ve Microsoft Office programlarının yardımıyla grafikler halinde modellerin gerilme diyagramları şekillerle gösterilmiştir.

Özet (Çeviri)

The usage of composite materials is shown itself as improvements in composite armour in the defence industry. In this thesis, there are different approachs to the composite armour modeling. The stress analysis was made for this different perspective. Composite armours are mostly made of Al and steel. Al block consist of steel pipe cylinders and this composite model subjected to pressure. And the formed stresses, which has been come into existence of the pressure was analyzed. ANSYS program was used in this study. The main reason for the usage of ANSYS is the succesful ability for meshing areas and volumes, which is one of the most important process for the finite element modeling. In the mechanical experiment ANSYS modelling was checked with the photoelastic method. And this comparisan, based on the stresses were read from ANSYS fem and photoelastic mothod, showed up that the finite element modeling using ANSYS was well enough for the accurate results. In this thesis; the modeling has been shown step by step as using the ANSYS. At first, three different materials were used for the study. Two dimensional investigations were made with Al, Steel and Ti. 2D modeling was clarified some dimensional questions and gave some informations about the dimensional selections for the 3D modeling in ANSYS. Two different materials were used after some selections in 3D and 2D modeling. The modeling was replicated with differing the model in dimensions and shapes. Changing the model in ANSYS gave informations for the best choice and optimum combination for the composite armour regarding to the cost and strength. Consequently, aluminium blocks that comprise steel pipes countervailing the projectile or another impact effects, have a successful ability to absorb energy. In the analysing of 2D and 3D modeling investigations of composite armours which was made of aluminium and steel pipes as changing the dimensions of the steel pipes? wall thickness, number of the pipes and the distance between the pipes and stresses have been examinated. The differences about the stresses between the distinct models were analyzed carefully. A new model which is called ?Model-7? in this thesis defined consequently by examining the stress differences. It was seen that Model-7 is more successful then the others. In the 3D analysis with the use of ANSYS, some graphs, which is specifying the stresses shows the diagrams schematically with help of MATLAB and Microsoft Excell programs.

Benzer Tezler

  1. Tez No

    771603

    Periyodik eğrilikli içi boş tek ve iki lif gömülü elastik ve viskoelastik ortamda gerilme ve burkulma analizi

    Stress and buckling analysis in periodic curvature hollow single and two fiber embedded elastic and viscoelastic media

    İSMAİL GÜLTEN

    Doktora

    Türkçe

    Türkçe

    2022

    MatematikYıldız Teknik Üniversitesi

    Matematik Mühendisliği Ana Bilim Dalı

    PROF. DR. REŞAT KÖŞKER

  2. Tez No

    798686

    Investigation of micro-scale stress distributions and concentrations in hybrid fiber-reinforced composites

    Hibrit kompozit malzemelerde mikro ölçekte gerilme ve gerilme yığılmalarının incelenmesi

    ECEM TURAN

    Yüksek Lisans

    İngilizce

    İngilizce

    2023

    Makine MühendisliğiHacettepe Üniversitesi

    Makine Mühendisliği Ana Bilim Dalı

    DOÇ. DR. BARIŞ SABUNCUOĞLU

  3. Tez No

    507637

    Sıcaklık genleşmesi farklı iki malzemeden yapılmış levhalarda termal gerilmelerin analizi

    A thermal stress analysis on plates produced by two materials with different thermal expansions

    TUĞBA BAYTAK

    Yüksek Lisans

    Türkçe

    Türkçe

    2018

    İnşaat Mühendisliğiİstanbul Teknik Üniversitesi

    İnşaat Mühendisliği Ana Bilim Dalı

    DR. ÖĞR. ÜYESİ OSMAN BULUT

  4. Tez No

    554574

    Experimental study on static and dynamic behavior of woven carbon fabric laminates using in-house piezoelectric sensors, acoustic emission, digital image correlation and scanning electron microscopy

    Dokuma karbon kumaş laminatların statik ve dinamik davranışlarının deneysel olarak şahsi üretim piezoelektrik sensör, akustik emisyon, dijital görüntü korelasyonu ve taramalı elektron mikroskobu ile incelenmesi

    HAFIZ QASIM ALI

    Yüksek Lisans

    İngilizce

    İngilizce

    2019

    Bilim ve TeknolojiSabancı Üniversitesi

    Prof. Dr. MEHMET YILDIZ

  5. Tez No

    384900

    Turaç insansız hava aracının yapısal modelinin hazırlanması ve analizlerinin yapılması

    Structural modeling and analysis of turac unmanned air vehicle

    YASİN DERELİ

    Yüksek Lisans

    Türkçe

    Türkçe

    2014

    Havacılık Mühendisliğiİstanbul Teknik Üniversitesi

    Uçak ve Uzay Mühendisliği Ana Bilim Dalı

    PROF. DR. METİN ORHAN KAYA

Geri Dön