Analysis of composite sandwich structures with a viscoelastic layer modelled with fractional calculus and multi-parameter optimization
Viskoelastik merkezli kompozit yapıların kesirli türev ile modellenmesi ve çok parametreli optimizasyonu
- Tez No: 350542
- Danışmanlar: PROF. DR. İBRAHİM ÖZKOL
- Tez Türü: Doktora
- Konular: Uçak Mühendisliği, Aircraft Engineering
- Anahtar Kelimeler: Belirtilmemiş.
- Yıl: 2011
- Dil: İngilizce
- Üniversite: İstanbul Teknik Üniversitesi
- Enstitü: Fen Bilimleri Enstitüsü
- Ana Bilim Dalı: Uçak ve Uzay Mühendisliği Ana Bilim Dalı
- Bilim Dalı: Belirtilmemiş.
- Sayfa Sayısı: 152
Özet
Bu tezde, kompozit dış katmanlı ve viskoelastik merkezli sandviç kiriş ve plakların titreşim analizi ve optimizayonu incelenmektedir. Hareket denklemleri ve ilgili sınır şartları virtüel iş prensibi kullanılarak serbest titreşimler için elde edildi. İlk defa diferansiyel dönüşüm ve genelleştirilmiş diferansiyel kuadratür yöntemleri, sırasıyla sandviç kiriş ve plakların çözümü için kullanıldı. Çekirdek katmanının frekansa bağımlılığı beş-parametreli Zener modeli ile modellendi ve bu modeldeki bilinmeyen parametreler, literatürde bulunan deneysel sonuçlar kullanılarak, dört adet polimerik sönümleme malzemesi için elde edildi. Sonuçlar var olanlarla kıyaslandı ve iyi bir uyum gözlendi. Sistem parametrelerinin sandviç kiriş ve plakların sönüm faktörü ve frekanslarına olan etkilerini anlamak için parametrik analizler gerçekleştirildi. DTM ve DQM sonuçlarının doğrulanması için iki düğüm noktalı ve düğüm noktası başına dört serbestlik dereceli sandviç kiriş sonlu elemanı ile dört düğüm noktalı ve düğüm noktası başına yedi serbestlik dereceli sandviç plak sonlu elemanı geliştirildi. Sonuçlar, halihazırda geliştirilen sonlu elemanlar modelleri ile kıyaslamalı olarak grafiksel formda sunuldu ve iyi bir uyum gözlendi. Son olarak, sandviç kiriş ve plakların optimal malzeme ve geometri parametrelerini belirlemek için, genetik algoritma kullanılarak, çok-parametreli optimizasyon gerçekleştirildi.
Özet (Çeviri)
In this thesis, the vibration analyses and optimization of sandwich beams and plates with composite face layers and viscoelastic core are investigated. The governing equations and related boundary conditions are derived by using the principle of virtual work for the free vibrations. The differential transform method (DTM) and the generalized differential quadrature method (GDQM) are utilized to solve these equations for sandwich beams and plates respectively, for the first time. The frequency dependency of the core layer is modeled by using the five-parameter Zener model and the unknown parameters that appear in this model are obtained from the experimental data that exist in literature for four polymeric damping materials. Results are compared with the ones that already exist and a good agreement is observed. Parametric analyses are carried out for sandwich beams and plates to understand the effects of system parameters on loss factor and frequency. A two-node sandwich beam finite element with four degrees of freedom per node and a four-node sandwich plate finite element with seven degrees of freedom per node are developed for the validation of DTM and GDQM results. The results are presented in graphical form with comparison to the currently developed FEM models and a good agreement is observed. Lastly, the multi-parameter optimization is carried out to determine the optimal values of the material and geometric parameters of sandwich beams and plates by using genetic algorithms.
Benzer Tezler
- Vibration and damping analyses of variable curved composite sandwich beams and shells by the differential quadrature method
Değişken eğriliğe sahip kompozit sandviç kirişler ve kabukların diferansiyel kareleme yöntemi ile titreşim ve sönüm analizleri
AHMET GÖKAY ÖZTÜRK
Doktora
İngilizce
2024
Havacılık ve Uzay Mühendisliğiİstanbul Teknik ÜniversitesiUçak ve Uzay Mühendisliği Ana Bilim Dalı
PROF. DR. AYTAÇ ARIKOĞLU
- Daralan kesitli katmanlı kompozit kirişlerin serbest titreşim analizi
Free vibration analysis of laminated tapered composite beam
BERKE TÜRKKAL
Yüksek Lisans
Türkçe
2023
Havacılık ve Uzay Mühendisliğiİstanbul Teknik ÜniversitesiUçak ve Uzay Mühendisliği Ana Bilim Dalı
PROF. DR. İBRAHİM OZKOL
- Viskoelastik katmanlı kompozit kabukların sonlu elemanlar ve diferansiyel kuadratür yöntemleri entegre edilmiş genetik algoritmalar ile optimal tasarımı
Optimal design of viscoelastic-layered composite shells using finite elements and differential quadrature methods integrated with genetic algorithms
UFUK KOL
Doktora
Türkçe
2024
Uçak Mühendisliğiİstanbul Teknik ÜniversitesiUçak ve Uzay Mühendisliği Ana Bilim Dalı
PROF. DR. VEDAT ZİYA DOĞAN
- Klasik ve mikrogermeli ortam teorisiyle modellenen plaklarin caputo kesirli türevi yardimiyla nonlokal titreşim analizi
Nonlocal vibration analysis of classic and microstretch plates with the help of caputo fractional derivative
SONER AYDINLIK
Doktora
Türkçe
2020
Matematikİstanbul Teknik ÜniversitesiMatematik Mühendisliği Ana Bilim Dalı
DOÇ. DR. AHMET KIRIŞ
- 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