Sonlu elemanlar yöntemleri ile yapısal dinamik analiz cevaplarının süper elemanlar ve alt yapılara bölme ile iyileştirilmesi
The improvement of the responses obtained by finite element methods for the analyses of the structural dynamic problems by superelements and substructuring
- Tez No: 252407
- Danışmanlar: PROF. DR. ATA MUĞAN
- Tez Türü: Doktora
- Konular: Makine Mühendisliği, Mechanical Engineering
- Anahtar Kelimeler: Belirtilmemiş.
- Yıl: 2009
- Dil: Türkçe
- Üniversite: İstanbul Teknik Üniversitesi
- Enstitü: Fen Bilimleri Enstitüsü
- Ana Bilim Dalı: Makine Mühendisliği Ana Bilim Dalı
- Bilim Dalı: Makine Tasarım ve İmalat Bilim Dalı
- Sayfa Sayısı: 217
Özet
Bu çalışmada yapısal dinamik problemlerinin sonlu elemanlar yöntemleri ile elde edilen cevapların iyileştirilmesi incelenmiştir. Bu amaçla süpereleman ve alt yapılara bölme yaklaşımları kullanılmıştır. Geliştirilen yeni model derecesi düşürme yaklaşımları ile oldukça başarılı sonuçlar elde edilmiştir.Bu yeni yaklaşımlarda sistem cevaplarının eşitliğini sağlayacak serbestlik derecelerinin aktif serbestlik dereceleri olarak model derecesi düşürülmüş sistemin içine taşınması temel ölçüt olarak seçilmiştir.Hazırlanan Matlab kodları ile geliştirilen model derecesi düşürme yöntemi, düzlemsel çubuk sistemi, düzlemsel Euler-Bernoulli kiriş eleman sistemi ve plak eleman üzerinde uygulanmış ve alınan sonuçlar, orijinal modellerin cevapları ile karşılaştırılmıştır. Yine aynı kod içinde yer alan diğer model derecesi düşürme yöntemlerine ?İleri Farklar, Newmark integrasyonu ve İmpuls Cevabı İnvaryantı- göre elde edilen sistem cevapları orijinal model cevabı ile karşılaştırılmıştır. Tüm bu karşılaştırmalarda sönüm durumları dikkate alınmış ve farklı model dereceleri için hesaplama zamanları ve başarımları açısından sonuçlar değerlendirilmiştir.Orijinal model ile farklı yöntemlere göre model derecesi düşürülmüş sistemlerin frekans cevaplarının (Bode diyagramları) üzerinde karşılaştırmaları sönüm durumu dikkate alınarak değerlendirilmiştir. Ayrıca, bu sistem frekans cevapları, çalışmada kullanılan model düşürme yöntemlerin doğrulanması için de kullanılmaktadır.Süper eleman oluşturarak farklı analizlerde esnek bir şekilde kullanım imkanı sağlayan alt yapılara bölme (AYB)-?Substructuring? yöntemi, yapısal dinamik analizlerin cevap süresini kısaltarak hesaplama performanslarının artırılması açısından büyük katkı sağlamaktadır. Geliştirilen Matlab kodu ile düzlemsel Euler-Bernoulli kirişi ve plak sistemleri üzerinde üzerinde AYB uygulaması yapılmış, sonuçlar aynı kod içinde yer alan orijinal model cevabı ile karşılaştırılmıştır. Oluşturulan süper elemanların kullanılması ile hesaplama zamanları çok önemli ölçüde düşürülmüştür. Ancak süper eleman oluşturmaya harcanan zamanın yüksek olması nedeniyle AYB yöntemin de geliştirilen MDD yönteminden daha kötü performans gösterdiği görülmüştür.
Özet (Çeviri)
In this study, the improvement of the responses obtained by Finite Element Methods for the analyses of the structural dynamic problems is studied. To this end, superelement and substructuring methods are employed. With the proposed model order reduction approach, some improvements have been gained.In the new approach, respecting the DOFs that give responses conforming with original system is assumed the main criteria at the selection of the degrees of freedom which are transferred into the reduced system as active DOFs.Developed model order reduction method was applied to the sample structures of truss, beam and plate by using some Matlab codes and the results of the model order reduction analyses are compared with the original system response. In the same Matlab codes, responses of some other model order reduction methods ?Forward differences, Newmark integration and Impulse response invariant- were also compared with the original system responses. Damping chracteristics of the systems are taken into account at all these comparisons and the results of analyses with different model orders are evaluated in terms of calculation time and performance.Frequency responses (Bode diagrams) of the original and reduced order systems obtained by different approaches were compared with each others by respecting the damping characteristics. Also, these frequency responses are used for the verification of the model order reduction method used during the study.Substructuring method which produces super elements and allows them to be used in different analyses with high flexibility, provides an important contribution on increasing of the accuracy of the structural dynamic analyses. With the developed Matlab code, two substructuring applications on a 2D Euler-Bernoulli beam and plate system are performed and their results are compared with the original system responses. Also, some important improvements have been gained on the reduction of the calculation times by using of the obtained superelements. Nevertheless, since the process time of the super element establishment with substructuring takes excessive time, it was observed that the substucturing exhibits a worse performance than developed model order reduction method.
Benzer Tezler
- Çamaşır makinesi körüğünün dinamik özelliklerinin belirlenmesi ve makinenin dinamiğine etkisi
Determination of washing machine gasket characteristics and its effect on machine dynamics
MERVE EMEKSİZ
Yüksek Lisans
Türkçe
2017
Makine Mühendisliğiİstanbul Teknik ÜniversitesiMakine Mühendisliği Ana Bilim Dalı
PROF. DR. KENAN YÜCE ŞANLITÜRK
- Yapısal dinamik analiz için sonlu elemanlar modellerinin frekans tepki fonksiyonları kullanılarak doğrulanması ve güncellenmesi
Updating and verification of the finite element models for structural dynamic analysis using frequency response functions
MESUT HÜSEYİNOĞLU
Doktora
Türkçe
2017
Makine MühendisliğiFırat ÜniversitesiMakine Mühendisliği Ana Bilim Dalı
DOÇ. DR. ORHAN ÇAKAR
- Tarihi taş köprülerin sonlu elemanlar yöntemi ile kemer formunun dinamik etkiler altında yapısal olarak değerlendirilmesi
Structural evaluation of historical stone bridges with finite element method under dynamic effects of arch shape
GÜLŞAH ÇUFALI
Yüksek Lisans
Türkçe
2023
İnşaat MühendisliğiZonguldak Bülent Ecevit Üniversitesiİnşaat Mühendisliği Ana Bilim Dalı
DOÇ. DR. MEMDUH KARALAR
- Tarihi yapıların statik ve dinamik yükler altında lineer ve non-lineer analizi: Küçük Ayasofya Camii örneği
The Linear and non-linear analysis of the historical buildings under static and dynamic loading: The study of küçük Ayasofya Camii
ALİ KOÇAK
- An Integrated fem/bem approach to the prediction of wterior noise levels of vehicle body structures
Araç gövdesi yapılarının iç akustik alanlarının belirlenmesi için bir bütünleşik femibem yaklaşımı
ŞADİ KOPUZ
Doktora
İngilizce
1995
Makine MühendisliğiOrta Doğu Teknik ÜniversitesiPROF.DR. M. ÇALIŞKAN
PROF.DR. Y. S. ÜNLÜSOY