Optimum design of stiffened composite plates under impact loading
Darbe yükü altındaki berkitilmiş kompozit plakaların optimum tasarımı
- Tez No: 539345
- Danışmanlar: PROF. DR. FAZIL ÖNDER SÖNMEZ
- Tez Türü: Yüksek Lisans
- Konular: Makine Mühendisliği, Mechanical Engineering
- Anahtar Kelimeler: Belirtilmemiş.
- Yıl: 2019
- Dil: İngilizce
- Üniversite: Boğaziçi Üniversitesi
- Enstitü: Fen Bilimleri Enstitüsü
- Ana Bilim Dalı: Makine Mühendisliği Ana Bilim Dalı
- Bilim Dalı: Belirtilmemiş.
- Sayfa Sayısı: Belirtilmemiş.
Özet
İnce kompozit plakalar, enine yükler ve eğme momentleri altında yeterli dayanıma ve direngenliğe sahip değildir. Kalınlık artırılabilir, ancak berkiticiler kullanmak meka-nik tepkilerini iyileştirmede daha etkili bir yoludur. Berkiticiler, düzlem dışı deformasyona karşı direngenliği arttırmak için plakaya birleştirilen parçalardır. Kompozit parçaların darbe yükü altında güvenli kullanımları tasarım sürecinde sağlanmalıdır. Kompozit malzemeler umumiyetle ağırlığı önem taşıyan uygulamalarda kullanıldığından, malzemenin en etkin kullanımını sağlamak için optimum şekilde tasarlanmaları gerekir. Statik yükler altında berkitilmiş laminatların eniyilemesi üzerine çok sayıda araştırma yapılmıştır, ancak az sayıda araştırmacı darbeli yükleme altında berkitilmiş laminatları eniyilemeyi denemiştir. Bu çalışmanın amacı, düşük hızlı darbe yüklerine maruz berkitilmiş kompozit plakaların optimum tasarımını bulmak için bir yöntem geliştirmektir. Değerini en aza indirmek üzere gaye fonksiyonu olarak ağırlık alındı. Şapka şeklinde berkitilmiş bir kompozit plaka ele alındı. Berkiticinin boyutları tasarım değişkenleri olarak kabul edildi. Üç farklı sınırlama uygulandı: Azami sapma limiti, katman ayrışması ve katman içi kırılma. Kalınlık ve elyaf yönleri sabit tutuldu; ancak farklı kalınlıklar için optimum sonuçlar elde edildi. Plakanın darbe yükü altında tepkisinin benzeşim modelini oluşturmak için LS$_$DYNA'da bir sonlu elemanlar modeli geliştirildi. Global optimum tasarımı bulmak için bir yenilenmiş tavlama simülasyonu algoritması kullanıldı. Arama algoritmasını uygulamak ve sonlu elemanlar analizi yapmak için ANSYS Parametrik Tasarım Dili'de bir kod geliştirildi. Son olarak, optimum berkitilmiş plakalar darbeli yükleme altındaki berkitilmemiş düz kompozit plakalarla karşılaştırıldı ve performansları statik enine yükleme dâhil olmak üzere farklı yükleme koşulları için değerlendirildi.
Özet (Çeviri)
Thin composite plates do not have sufficient strength and stiffness under transverse loads and bending moments. One may increase thickness, but using stiffeners is a more effective way of improving their mechanical response. Stiffeners are sections joined to a plate to increase its stiffness against out-of-plane deformation. Composite parts are subjected not only to static loads but also impact loads. Their safe use under impact loading should be ensured during design process. Because composite materials are generally used in weight-critical applications, they should be optimally designed to achieve the most effective use of material. There are numerous studies on the optimization of stiffened laminates under static loads, but few researchers attempted to optimize stiffened laminates under impact loading. The objective of this study is to develop a methodology to find the optimum design of stiffened composite plates subjected to low-velocity impact loads. The objective function to be minimized is taken to be the weight. A hat-stiffened composite plate is considered. The design variables are the dimensions of the stiffener. Three different constraints are imposed: Maximum deflection limit, delamination failure, and intralaminar failure. Thickness and fiber orientations are kept constant; but optimum results are obtained for different thicknesses. An explicit finite element model is developed in LS$_$DYNA to simulate the response of the plate under impact loading. A modified simulated annealing algorithm is used to find the globally optimal design. A code is developed in ANSYS Parametric Design Language to implement the search algorithm and carry out finite element analyses. At the end, the optimum stiffened plates are compared with unstiffened composite plates under impact loading and their performances are evaluated for different loading conditions including static transverse loading.
Benzer Tezler
- İzmir'de bazı yolların kapatılarak yaya bölgeleri oluşturma da kent peyzajını geliştirme açısından yeniden planlanması üzerinde araştırmalar
Başlık çevirisi yok
BAHAR TÜRKYILMAZ
Yüksek Lisans
Türkçe
1985
Şehircilik ve Bölge PlanlamaEge ÜniversitesiŞehir ve Bölge Planlama Ana Bilim Dalı
- Diesel motorları yakıt püskürtme sistemlerinin dinamik simülasyonu
Başlık çevirisi yok
İRFAN KARAGÖZ
Yüksek Lisans
Türkçe
1986
Makine MühendisliğiUludağ ÜniversitesiMakine Mühendisliği Ana Bilim Dalı
PROF. DR. OĞUZ BORAT
- Ağızlık açma mekanizmalarının tasarımı
Başlık çevirisi yok
RECEP EREN
Yüksek Lisans
Türkçe
1987
Tekstil ve Tekstil MühendisliğiUludağ ÜniversitesiTekstil Mühendisliği Ana Bilim Dalı
DOÇ. DR. HALİL R. ALPAY
- Gazi tipi eksternal fiksatörlerle yapılan uygulamalarda kırık hattındaki kompresyonun biyomekanik olarak“strain gage”lerle tayini
Başlık çevirisi yok
HÜSEYİN ŞENGÜL
Tıpta Uzmanlık
Türkçe
1987
Ortopedi ve TravmatolojiGazi ÜniversitesiOrtopedi ve Travmatoloji Ana Bilim Dalı
PROF. DR. ORHAN ASLANOĞLU
- Kurbağa gastrik mukozasında K-H ATPaz enziminin kinetik özellikleri ve oluşturulan ülser modelinde enzim aktivitesi
Başlık çevirisi yok
SEYHAN TÜKEL