A new modal superposition method for nonlinear vibration analysis of structures using hybrid mode shapes
Yapıların doğrusal olmayan titreşim analizi için hibrit mod şekillerini kullanan yeni bir mod süperpozisyon yöntemi
- Tez No: 489577
- Danışmanlar: PROF. DR. HASAN NEVZAT ÖZGÜVEN, DOÇ. DR. ENDER CİĞEROĞLU
- Tez Türü: Yüksek Lisans
- Konular: Makine Mühendisliği, Mechanical Engineering
- Anahtar Kelimeler: Belirtilmemiş.
- Yıl: 2018
- Dil: İngilizce
- Üniversite: Orta Doğu Teknik Üniversitesi
- Enstitü: Fen Bilimleri Enstitüsü
- Ana Bilim Dalı: Makine Mühendisliği Ana Bilim Dalı
- Bilim Dalı: Belirtilmemiş.
- Sayfa Sayısı: 96
Özet
Bu tezde, doğrusal olmayan yapıların kararlı hallerindeki titreşim cevaplarını belirlemek için hibrit mod şekli kavramını kullanan yeni bir modal süperpozisyon yöntemi geliştirilmiştir. Yöntem özellikle, direngenliği farklı sınırlayıcı değerler alabilen doğrusal olmayan elemanları içeren sistemler için geliştirilmiştir. Bu doğrusal olmayan sistemlerin direngenlik değişimi, her bir sınırlayıcı direngenlik değerine karşılık gelen farklı doğrusal sistemler tanımlamaya imkan kılar. Buna ek olarak, doğrusal olmayan sistemin cevabı bu doğrusal sistemlerin kısıtlamalarıyla sınırlandırılmıştır. Bu çalışmada, sınırlayıcı doğrusal sistemlerin modal vektörlerinin doğrusal kombinasyonu olarak tanımlanan hibrit mod yöntemini kullanan modal süperpozisyon yöntemi önerilmiştir. Yöntemde, doğrusal olmayan sistemlerin cevapları, altında yatan doğrusal sistem modları yerine hibrit modları kullanarak yazılmıştır. Bu, doğru bir cevap hesaplamasında kullanılması gereken mod sayısını azaltmasının yanında çözülecek doğrusal olmayan denklem sayısını da düşürür. Bu yolla, cevap hesaplama süresi doğrudan kısaltılır. Çözüm için, hareket denklemleri tanımlayıcı fonksiyon yöntemini kullanarak doğrusal olmayan cebirsel denklem dizisine dönüştürülmüş ve sayısal çözüm, yay uzunluk takibini kullanarak Newton'un yöntemiyle elde edilmiştir. Geliştirilen yöntem iki farklı sistem üzerine uygulanmıştır: bir toplanmış parametreli sistem ve bir sonlu elemanlar modeli. Bu sistemler kullanılarak çeşitli örnekler sunulmuş ve hibrit mod ile önerilen modal süperpozisyon yönteminin hassaslık seviyesi ve hesaplama verimliliği, esas doğrusal sistemin modlarını kullanarak çözüme giden modal süperpozisyon yöntemininkilerle kıyaslanmıştır.
Özet (Çeviri)
In this thesis, a new modal superposition method based on a hybrid mode shape concept is developed for the determination of steady state vibration response of nonlinear structures. The method is developed specifically for systems having nonlinearities where the stiffness of the system may take different limiting values. Stiffness variation of these nonlinear systems enables one to define different linear systems corresponding to each value of the limiting equivalent stiffness. Moreover, the response of the nonlinear system is bounded by the confinement of these linear systems. In this study, a modal superposition method utilizing novel hybrid mode shapes which are defined as linear combinations of the modal vectors of the limiting linear systems is proposed to determine periodic response of nonlinear systems. In this method the response of the nonlinear system is written in terms of hybrid modes instead of the modes of the underlying linear system. This provides decrease of the number of modes that should be retained for an accurate solution, which in turn reduces the number of nonlinear equations to be solved. In this way, computational time for response calculation is directly curtailed. In the solution, the equations of motion are converted to a set of nonlinear algebraic equations by using describing function approach, and the numerical solution is obtained by using Newton's method with arc-length continuation. The method developed is applied on two different systems: a lumped parameter model and a finite element model. Several case studies are performed and the accuracy and computational efficiency of the proposed modal superposition method with hybrid mode shapes are compared with those of the classical modal superposition method which utilizes the mode shapes of the underlying linear system.
Benzer Tezler
- Application of structural modification method to nonlinear vibration analysis of bladed disks
Yapısal değişiklik yönteminin kanatçıklı disklerin doğrusal olmayan titreşim analizinde uygulanması
BURCU ŞAYİN
Yüksek Lisans
İngilizce
2013
Makine MühendisliğiOrta Doğu Teknik ÜniversitesiMakine Mühendisliği Ana Bilim Dalı
YRD. DOÇ. DR. ENDER CİĞEROĞLU
- Kat adetleri farklı binaların doğrusal olmayan analiz yöntemleri ile irdelenmesi
An investigation of rc buildings having various stories by using nonlinear analysis
ABDURRAHMAN MORAL
Yüksek Lisans
Türkçe
2014
İnşaat Mühendisliğiİstanbul Teknik Üniversitesiİnşaat Mühendisliği Ana Bilim Dalı
PROF. DR. KADİR GÜLER
- Betonarme binaların deprem etkileri altındaki davranışına dolgu duvarların etkisinin incelenmesi
Effects of infill walls on seismic behaviour of reinforced concrete buildings
RIDVAN DAĞ
Yüksek Lisans
Türkçe
2014
Deprem Mühendisliğiİstanbul Teknik ÜniversitesiDeprem Mühendisliği Ana Bilim Dalı
PROF. DR. ZEKAİ CELEP
- On the non-linear vibration and mistuning identification of bladed disks
Kanatçıklı disklerin doğrusal olmayan titreşimi ve düzensizlik çözümlesi üzerine
MEHMET ERSİN YÜMER
Yüksek Lisans
İngilizce
2010
Makine MühendisliğiOrta Doğu Teknik ÜniversitesiMakine Mühendisliği Ana Bilim Dalı
PROF. DR. HASAN NEVZAT ÖZGÜVEN
YRD. DOÇ. DR. ENDER CİĞEROĞLU
- Yedek teker taşıyıcı sisteminin titreşim kaynaklı yorulma analizi
Vibration based fatigue analysis of spare wheel carrier system
KADİR ORAY AKSOY
Yüksek Lisans
Türkçe
2014
Uçak Mühendisliğiİstanbul Teknik ÜniversitesiUçak ve Uzay Mühendisliği Ana Bilim Dalı
PROF. ZAHİT MECİTOĞLU