Geri Dön

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

  1. Tez No: 293841
  2. Yazar: CENK AKSOYLAR
  3. Danışmanlar: PROF. DR. MEHMET H. OMURTAG
  4. Tez Türü: Doktora
  5. Konular: İnşaat Mühendisliği, Civil Engineering
  6. Anahtar Kelimeler: Belirtilmemiş.
  7. Yıl: 2010
  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: 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

  1. 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

    Türkçe

    2006

    Uçak Mühendisliğiİstanbul Teknik Üniversitesi

    Disiplinlerarası Ana Bilim Dalı

    PROF.DR. ZAHİT MECİTOĞLU

  2. 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

    Türkçe

    2006

    Uçak Mühendisliğiİstanbul Teknik Üniversitesi

    Uçak Mühendisliği Ana Bilim Dalı

    PROF.DR. ZAHİT MECİTOĞLU

  3. 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

    Türkçe

    2013

    Makine Mühendisliğiİstanbul Teknik Üniversitesi

    Makine Mühendisliği Ana Bilim Dalı

    PROF. DR. EKREM TÜFEKCİ

  4. Deneysel barsak obstrüksiyon modelinin takibinde solunumsal hidrojen ekskresyonunun yeri

    Breath hydrogen excreation levels in experimental intestinal obstruction

    ORHAN ORHAN

    Tıpta Uzmanlık

    Türkçe

    Türkçe

    2016

    Genel Cerrahiİstanbul Üniversitesi

    Genel Cerrahi Ana Bilim Dalı

    PROF. DR. MEHMET FAİK ÖZÇELİK

  5. 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

    Türkçe

    2022

    Gemi MühendisliğiYıldız Teknik Üniversitesi

    Gemi İnşaatı ve Gemi Makineleri Mühendisliği Ana Bilim Dalı

    DR. ÖĞR. ÜYESİ ÖZGÜR DEMİR

    DR. MUSTAFA TAŞKIN