Anlık basınç yükü etkisindeki kompozit plakların doğrusal olmayan dinamik davranışının sonlu elemanlarla çözümü
Nonlinear dynamic analysis of composite plates under blast load with finite elements
- Tez No: 293841
- Danışmanlar: PROF. DR. MEHMET H. OMURTAG
- Tez Türü: Doktora
- Konular: İnşaat Mühendisliği, Civil Engineering
- Anahtar Kelimeler: Belirtilmemiş.
- Yıl: 2010
- Dil: Türkçe
- Üniversite: İstanbul Teknik Üniversitesi
- Enstitü: Fen Bilimleri Enstitüsü
- Ana Bilim Dalı: İnşaat Mühendisliği Ana Bilim Dalı
- Bilim Dalı: Yapı Mühendisliği Bilim Dalı
- Sayfa Sayısı: 124
Özet
Atmosferik türbülanslar, nükleer patlamalar, sonik patlamalar v.b. olaylar yakınlarındaki yapılar üzerinde anlık basınç kuvvetleri oluştururlar. Fonksiyonel derecelendirilmiş malzeme kavramı, ?functionally gradient material? (FGM) adı altında, yüksek ısıya dayanıklı malzeme üretiminde kullanılmak üzere 1980'li yıllarda ortaya atılmıştır. Fonksiyonel derecelendirilmiş malzemenin (FGM) mikro yapısı, makro ölçekte, her eksende değişken olarak karakterize edilir. Son yıllarda uçaklarda, uzay araçlarında, nükleer enerji sistemlerinde kullanılmak üzere FGM konusunda ciddi araştırmalar yapılmaktadır. Bu tez kapsamında, anlık basınç yükü etkisindeki tabakalı kompozit plakların ve FGM plakların dinamik davranışları, karışık sonlu elemanlar metoduyla geometrik olarak doğrusal olmayan etkiler, ısısal etkiler ve sönüm etkileri de dikkate alınarak incelenmiştir. Bu amaçla öncelikle bir karışık sonlu elemanlar yazılımı geliştirilmiş ve analizler bu yazılımla gerçekleştirilmiştir. Dinamik analizlerde sistem matrisi üzerinde indirgeme yapılmamış, iç kuvvetlerin ve momentlerin de zamana göre türevleri hesaplara katılmıştır. Tabakalı kompozit plakların dinamik davranışı, yazarın bilgisi dahilinde ilk defa bu çalışmada karışık sonlu elemanlar metodu ile incelenmiştir. Karışık sonlu elemanlar yazılımında doğrusal olmayan etkiler von Kármán plak kuramı kapsamında ele alınmıştır. Doğrusal olmayan fonksiyonel Hellinger-Reissner prensibi ile türetilmiş ve artımsal formülasyonla doğrusallaştırılmıştır. Dinamik analizler Newmark yöntemiyle gerçekleştirilmiş ve ardışık yaklaşım için Newton-Raphson yöntemi kullanılmıştır. Dinamik analizlerde Rayleigh tipi sönüm hesaplara dahil edilmiştir. Analizlerde, üç farklı ideal ve ideal olmayan anlık basınç yükleri göz önüne alınmıştır. FGM plakların analizlerinde ise beş farklı dağılım parametresi ele alınmıştır. Geliştirilen karışık sonlu elemanlar yazılımıyla, tabakalı kompozit plakların ve FGM plakların doğrusal olmayan dinamik davranışları, sönüm ve ısısal etkiler de göz önüne alınarak gerçekçi bir biçimde belirlenebilmektedir.
Özet (Çeviri)
Turbulences, nuclear explosions, sonic explosions etc. produce blast loadings on structures near them. Functionally gradient material (FGM) idea was proposed in 1980s in order to be used in thermal resistant materials. The microstructure of functionally gradient material (FGM) is characterized by a spatially varying manner on the macro scale. In recent years, numerous researches about FGM have been conducted for their usage in planes, space ships and nuclear systems. In this dissertation, dynamic behaviors of laminated composite plates and FGM plates under blast loads are investigated with mixed finite element method by taking geometrically nonlinear, thermal and damping effects into consideration. For this purpose, a mixed finite element program is developed and the analyses are done with this. In dynamic analyses, no condensation is performed in the system matrix and hence time derivatives of internal forces are also calculated. According to the knowledge of the author, there is no work for nonlinear transient analysis of laminated composite plates by mixed finite element method. Geometrically nonlinear effects are taken into consideration in the sense of von Kármán plate theory. Nonlinear mixed finite element functional is developed with Hellinger-Reissner principle and linearized with incremental formulation. Dynamic analyses are performed with Newmark method and iterations are done by Newton-Raphson algorithm. Rayleigh damping is also incorporated to the analyses. In analysis, three different ideal and non-ideal blast loads are taken into account. In the analyses of FGM plates, five different material variation parameters are considered. Nonlinear dynamic behavior of laminated composite plates and FGM plates can be determined realistically by considering damping and thermal effects with the developed mixed finite element program.
Benzer Tezler
- Anlık basınç yükü etkisindeki kompozit sandviç plağın dinamik davranışının deneysel ve sayısal incelenmesi
Experimental and numerical analysis of dynamic behaviour of composite sandwich plates under air blast loading
ENİS ÖZDEMİRLİ
Yüksek Lisans
Türkçe
2006
Uçak Mühendisliğiİstanbul Teknik ÜniversitesiDisiplinlerarası Ana Bilim Dalı
PROF.DR. ZAHİT MECİTOĞLU
- Anlık basınç yükü etkisindeki katmanlı kompozit bir plağın titreşimlerinin aktif kontrolü
Active vibration control of a laminated composite plate subjected to blast loading
HAYDAR UYANIK
Doktora
Türkçe
2006
Uçak Mühendisliğiİstanbul Teknik ÜniversitesiUçak Mühendisliği Ana Bilim Dalı
PROF.DR. ZAHİT MECİTOĞLU
- Darbe yükü etkisindeki eğri eksenli kompozit kirişin nonlineer dinamik davranışının incelenmesi
Nonlinear dynamic behavior of a composite curved beam subjected to blast load
ÖZGÜR KALBARAN
Yüksek Lisans
Türkçe
2013
Makine Mühendisliğiİstanbul Teknik ÜniversitesiMakine Mühendisliği Ana Bilim Dalı
PROF. DR. EKREM TÜFEKCİ
- Deneysel barsak obstrüksiyon modelinin takibinde solunumsal hidrojen ekskresyonunun yeri
Breath hydrogen excreation levels in experimental intestinal obstruction
ORHAN ORHAN
Tıpta Uzmanlık
Türkçe
2016
Genel Cerrahiİstanbul ÜniversitesiGenel Cerrahi Ana Bilim Dalı
PROF. DR. MEHMET FAİK ÖZÇELİK
- Anlık basınç yükü altındaki silindirik kompozit levhanın dinamik davranışının genelleştirilmiş diferansiyel kuadratür yöntemiyle incelenmesi
Investigation of dynamic behavior of cylindrical composite shell subjected to blast load by generalized differential quadrature method
VLADISLAV RAYEVSKIY
Yüksek Lisans
Türkçe
2022
Gemi MühendisliğiYıldız Teknik ÜniversitesiGemi İnşaatı ve Gemi Makineleri Mühendisliği Ana Bilim Dalı
DR. ÖĞR. ÜYESİ ÖZGÜR DEMİR
DR. MUSTAFA TAŞKIN