Geri Dön

Euler-Bernoulli kirişi olarak modellenmiş yüksek hızlı tren demiryolu köprüsünün dinamik davranışının Adomian ayrıştırma metoduyla incelenmesi

Investigation of a high-speed train railway bridge modelled as an Euler-Bernoulli beam using Adomian decomposition method

  1. Tez No: 417028
  2. Yazar: FERDA BİLİK
  3. Danışmanlar: YRD. DOÇ. DR. TUNCAY KARAÇAY
  4. Tez Türü: Doktora
  5. Konular: Makine Mühendisliği, Mechanical Engineering
  6. Anahtar Kelimeler: Belirtilmemiş.
  7. Yıl: 2015
  8. Dil: Türkçe
  9. Üniversite: Gazi Üniversitesi
  10. Enstitü: Fen Bilimleri Enstitüsü
  11. Ana Bilim Dalı: Makine Mühendisliği Ana Bilim Dalı
  12. Bilim Dalı: Belirtilmemiş.
  13. Sayfa Sayısı: 113

Özet

Raylı ulaşım altyapısına yapılan yatırımların hem ülkemizde hem de dünyada artan bir eğilim göstermesi ve dolayısıyla yaygınlaşması sebebiyle bu konularda yapılan akademik ve mühendislik çalışmalar da ivme kazanmıştır. Yüksek hızlı tren (YHT) köprüleri de demiryolunun önemli bir parçasıdır ve tren hızlarının artması bu köprülerin önemini daha da artırmaktadır. Literatürde YHT köprüleri Euler-Bernoulli (EB) kirişi, tren ise hareketli kuvvet olarak modellenebilmektedir. Dördüncü mertebe, homojen olmayan kısmi diferansiyel denklem ile ifade edilen, tren geçişine bağlı hareket denklemlerinin çözümü konusunda matematiksel yöntemlerin sınırlı olması sebebiyle yeni çözüm yöntemlerinin geliştirilmesi gereği ortaya çıkmıştır. Bu çalışmada YHT köprülerinin dinamik davranışı Adomian ayrıştırma metodu (AAM) ve bu metodun değiştirilmiş ve geliştirilmiş formları kullanılarak analiz edilmiştir. Öncelikle kuvvetin farklı uygulama biçimleri için kirişin matematiksel modellemesi yapılmış ve buna bağlı hareket denklemleri oluşturulmuştur. Elde edilen dördüncü mertebe, homojen olmayan kısmi diferansiyel denklem, sınır ve başlangıç şartları dikkate alınarak modal analiz ile ikinci mertebe homojen olmayan adi diferansiyel denklem haline dönüştürülmüş ve kiriş modal yerdeğişimi AAM'ler uygulanarak seri açılım şeklinde ifade edilmiştir. Bu sonsuz seri açılımlarda Binom ve Taylor seri açılımları kullanılarak genel ifadeler elde edilmiştir. Hareket denkleminde sönüm etkisi de dikkate alınarak benzer işlemler tekrarlanmıştır. YHT köprülerinin yapısal özellikleri ile tren hareketinin etkisinin değerlendirilmesi amacıyla bir dizi sayısal çözümleme yapılmış ve modal yerdeğişimleri boyutsuz köprü uzunluklarına göre çizdirilmiştir. Bu sonuçlar köprü-tren dinamik ilişkisi açısından yorumlanmıştır. Bu çalışma AAM ve bu metodun değiştirilmiş ve geliştirilmiş formlarının köprü dinamik analizlerinde etkin bir şekilde kullanılabileceğini göstermiştir.

Özet (Çeviri)

Railway infrastructure investments have an increasing trend in our country as well as globally. Thus, academic and engineering studies gain speed due to this spread in the infrastructure. High speed train (HST) bridges are important elements of the railways and they become more important with the increasing speed of the trains. HST bridges are modelled as an Euler-Bernoulli (EB) beam and the train passing over them could be modelled as a moving force. Solution methods of the modelled fourth-order, non-homogenous, partial differential equations are limited and so a new methods, to obtain the response of a beam to the moving force, is needed. In this study, the dynamic response of a HST bridge is analyzed using Adomian decomposition method (ADM) as well as its modified and improved forms. First, the mathematical model of the beam is obtained for different form of excitation force. Then the forth-order, non-homogenous, partial differential equation is transformed to a second-order, non-homogeneous, ordinary differential equation using modal analysis, considering initial and boundary conditions. And, modal displacement of the beam is represented in a series expension using ADM. This infinite series is generalized using Binomial and Taylor series expensions. Similar steps are also repeated for the beam with damping. In order to interpret the effect of the structural properties of the HST, a series of numerical calculations are done and resulting modal displacement are drawn with respect to dimensionless bridge length. The results are discussed as dynamic response of bridge-train interaction. This study showed that ADM and its modified and improved forms could be used in analysis of bridge dynamics effectively.

Benzer Tezler

  1. Yüksek hızlı tren ve esnek yapı etkileşiminden kaynaklı titreşimlerin matematiksel modellenmesi ve bilgisayar simülasyonu

    Mathematical modeling and computer simulation of vibrations from high speed train and flexible building interaction summary

    ANIL TUNÇ

    Yüksek Lisans

    Türkçe

    Türkçe

    2021

    Mekatronik MühendisliğiSakarya Uygulamalı Bilimler Üniversitesi

    Mekatronik Mühendisliği Ana Bilim Dalı

    DR. ÖĞR. ÜYESİ MEHMET AKİF KOÇ

  2. Investigation of mechanical behavior of graphene reinforced aluminum nanocomposites

    Grafen ile güçlendirilmiş alüminyum nano kompozitlerin mekanik davranışının araştırılması

    NECATİ YASİN GÖKSAL

    Yüksek Lisans

    İngilizce

    İngilizce

    2018

    Makine Mühendisliğiİstanbul Teknik Üniversitesi

    Makine Mühendisliği Ana Bilim Dalı

    DR. ÖĞR. ÜYESİ LEVENT KIRKAYAK

  3. Kalınlık yönünde fonksiyonel derecelendirilmiş pallerin titreşim analizi

    Vibration analysis of functionally graded rotor blades through thickness direction

    ELİF KARAHAN

    Yüksek Lisans

    Türkçe

    Türkçe

    2019

    Havacılık Mühendisliğiİstanbul Teknik Üniversitesi

    Uçak ve Uzay Mühendisliği Ana Bilim Dalı

    YRD. DOÇ. DR. ÖZGE ÖZDEMİR

  4. Farklı mühendislik teorileri ile modellenmiş akışkan taşıyan borunun serbest titreşim analizi

    Natural vibration analysis of a pipe conveying fluid modeled with different engineering theories

    KEVSER YÜCE

    Yüksek Lisans

    Türkçe

    Türkçe

    2022

    İnşaat MühendisliğiManisa Celal Bayar Üniversitesi

    İnşaat Mühendisliği Ana Bilim Dalı

    DR. ÖĞR. ÜYESİ BEGÜM YURDANUR DAĞLI

  5. Dış akış etkisinde akışkan taşıyan boruların dinamik davranışının modellenmesi

    Numerical modelling of dynamic behavior of subsea pipes subjected to external and internal flow

    SÜMEYYE SINIR

    Yüksek Lisans

    Türkçe

    Türkçe

    2011

    İnşaat MühendisliğiCelal Bayar Üniversitesi

    İnşaat Mühendisliği Ana Bilim Dalı

    PROF. DR. ÜMİT GÖKKUŞ