Geri Dön

Kompozit konik kabuğun serbest titreşimi

Başlık çevirisi mevcut değil.

  1. Tez No: 55643
  2. Yazar: HASAN ÖRENEL
  3. Danışmanlar: DOÇ.DR. ZAHİT MECİTOĞLU
  4. Tez Türü: Yüksek Lisans
  5. Konular: Astronomi ve Uzay Bilimleri, Astronomy and Space Sciences
  6. Anahtar Kelimeler: Belirtilmemiş.
  7. Yıl: 1996
  8. Dil: Türkçe
  9. Üniversite: İstanbul Teknik Üniversitesi
  10. Enstitü: Fen Bilimleri Enstitüsü
  11. Ana Bilim Dalı: Belirtilmemiş.
  12. Bilim Dalı: Belirtilmemiş.
  13. Sayfa Sayısı: 46

Özet

ÖZET KOMPOZÎT KONİK KABU?UN SERBEST TİTREŞİMLERİ Modern uçaklar ve benzeri hava ve uzay araçlarında en yaygın kullanılan yapısal elemanlardan biri kompozit malzemeden imal edilmiş konik kabuk elemandır. Bu sebeple bu tür yapıların dinamik yükler altındaki (tewamşryapmın-ömru-açısından önem arzetmektedir. Kompozit malzemeler için ayrı bir önem gösteren sıcaklık ve nem gibi çevresel etkiler bu tür yapılan homojenliğim bozmakta ve dinamik davranış karakterini etkilemektedir. Bu yüzden bu tür etkilerin de sözü edilen yapıların dinamik davranışı üzerine etkilerinin belirlenmesi gerekir. Bu çalışmamızda, kompozit malzemeden yapılmış ve takviyelenmiş konik kabukların dinamik davranışı, elastik ince kabuklar için geçerli olan Donnell-Mushtari teoremlerinin basitleştiriti kabulleri ile İncelenmiştir. Ayrıca ince kabuklar için geçerli olan Love hipotezleri de denklemlerin elde edilmesinde dikkate alınmıştır ki bunlar : 1. Kabuğun kalınlığı diğer boyutlarına göre yeterince küçüktür 2. Birim şekil değiştirmeler ve yer değiştirmeler yeterince küçük miktardadır. Dolayısıyla birim şekil değiştirme-yerdeğiştirme denklemlerinde ikinci ve daha yüksek mertebeden terimler birinci mertebe terimlere kıyasla ihmal edilebilirler 3. Yanlamasına normal gerilme diğer normal gerilme bileşenlerine göre yeterince küçüktür ve ihmal edilebilir 4. Kabuğun referans yüzeylerinin normalleri deformasyon sonrasında da kendisine normal kalır ve bu normal üzerinde seçilen bir hattın uzunluğunda değişiklik olmaz, Konik kabuğun temel denMemlerinin tanımlanması için genelleştirilmiş varyasyonel teorem kullanılmış, ayrıca lineerliği bozan geometrik etkiler ve ilk haldeki gerilmeler dikkate alınmıştır. Bunun yanısıra sonucun tekliği de incelenmiş ve sınır şartlan ve ilk başlangıç şartlarının sonucun tekliğinde yeterli olduğu gösterilmiştir. Konik kabuk yapının geometrisi Şekil 1. de gösterilmiştir : Weierstrass teoremine göre kabuklar için yerdeğiştirme alam şu şekildedir : u(s,e,Z)=u(s,e)+zps(S,e)+z2ys(s,0)+-.. V(s,e,z) = v(s,G)+zP9(s,e) + z2y9(s,e)+- (1) w(s,e,z)=w(s,e)+zpz(s,e)+z2rz(s,e)+...burada U, V ve W ; s, 0, ve z yönleriiıdeki yerdeğiştirme bileşenleridir. Kirchoff- Love hipotezinin basitleştirici kabulleri dikkate alınarak (1) denklemi şu şekilde yazılabilir : U(s,e,z) = u(s,9) + zps(s,e) v(s,eJz) = v(S,e)+zpe(s,e) W(s,e5z) = w(s,9) (2) Şekil 1. Konik yapının geometrisi ve koordinatlar vıBu yerdeğiştirme alanı gösterimi kullanılarak ince konik kabuk için kinematik bağlantılar şu şekilde yazılabilir : 8Jk=JdtJJ« T A U_ / da X ~dİ+2 'öw^2 \âs) 5N.+ Ju 15v w X e“ s s 56 s 2s2 v + s«*-X l da öv v X 8w 8w 3dQ + ds s + s ös 89 m'”+.se K.-X + Kd 5Pe Pe 1 gP. K ds s s 8Q J + 8 ez Pe v 1 dw - -cota- +- _ X s s ddj |5Ms9 + ŞPş X 5sy 5M.+ 5QS ?dA 8vf 2~\ vm) j BN° ^-i^Tiı^ (3) Burada 8s, e9 ve s^e orta yüzeyin membran şekil değiştirmelerini ; Kg, Ke ve Ksg eğilme sekil değişimlerini göstermektedir. X = Sina / R, konik kabuğun karakteristik bir parametresini göstermektedir, s ve 9 koordinatları şu şekilde tanımlanır : ¥ = sX ve e = 9Sina. Plak ve kabuk teorisinde, kuvvet ve moment bileşenlerini, gerilmeleri kabuk kalınlığı boyunca integre etmek suretiyle elde edebiliriz. Takviye elemanları da birbirine oldukça yalan yerleştirildiği için kabuk üzerinde sanki ayrı bir tabaka teşkil etmiş gibi düşünülebilir. Bu yaklaşımla bünye denklemleri varyasyonel formda şu şekilde yazılabilir 8Ic=JTdtJA{[Ns-(A11es+A12se+B11Ks+B12Ke)]5Es + [N9 ~(A12es + A22s9 +B12Ks +B22Ke)]8s0 [Ns0 -(A33es9 +B33Kse)]5es8 [ms -(Bnss +B12se +DHKS +D12Ke)]5Ks Me -(Bi2£s +B22se +Di2Ks +D22Ke)]5Ke [Ms0 -(B33ss9 +D33Kse)]5Kse [Qs -A55esz]5ssz +[Qe - A44eez]5eez}dA = ° (4) vııburada A{j = | Qf (hk - hk_0 + Eg By = \± Ç>f (hj - htı) - Fy Dy = \ İ Qf (hj - hj_ı) + Gy i, j = 1,2,3 (5) 3k=l (A44,A55) = İ f (Q$,Q(g)f(z)22 = U, -U2 cos20 + U3 cos40 Q(%=U4 -U3cos40 = Q21 Q{k\z = Us -U3cos40 (6a) (p>,3 = -| (72 sin20 - C/3 sin 40 = Q31 (p>23 = - j £/2 sin20 + £/3 sin40 = g32 (fi^öM-nj^^^) '2(l+ v«.). (6b) burada ^=T(3ön+3ö22+2ö12+4ö33) CW(Ön-ö22) ^3=İ(fin+e22-2öw-4öa) (6c) C/4=l(ö“+ö22+6Ö12-4Ö33) C/5=1(Ö”+Ö22-2ÖI2+4Ö33) vuı{) « J EgAg ERAR I E11,E22,Ei2,E33) = A,| -, =-,0,0 j {FU,F22,F12,F33} = 2^^^,^^,0,o| (7) {Gll»G22»GW»G33} = ^, 1 EşAgji^2 + es2) ERAR(i^2 + eR2) 0,0. vJ«J S ^JR-' R 'SJS k 0 + - s ; ve /w=î -? (8) Burada h, konik kabuğun kalınlığını ; Es ve GJS elastîsite modülünü ve dönme rijitliğini gösterir. Sıcaklık ve nem etkisi gibi çevresel etkiler yüzünden elastik sabitler değişebilmektedir. Bu da malzemenin homojen özelHğinin değiştiğini gösterir. Bu yüzden malzemenin Young modülleri şu şekilde yazılabilir: Es(z) = Es l+at f 7> 1 + 2- h) Ee(z) = E9o 1+a 1 + 2- V hj (9) Denge denklemi ilk ve sınır şartlar virtüel iş prensibi kullanılanarak kompozit konik kabuğun serbest titreşimi için elde edilebilir *s=- xö = - * ^-rk+>^-^° ds cN, 2 1 SNfl cota m, m?.. qfl 8(1 ISQe 1 %z m s se sQs+ i cota X öf sös dw, s dsJ s2dQ X d(,dw^ Ne-^F V“dQJ Xd_ d_ r N! dw V. ^dsJ +-- -w- - = 0 52 o§ sv ^ ^ s 08 A, s 2X X Hs X cM^ 2 1 aVL 1 m, m,, - m. (10) IX(10) denklemi ile verilen denge denklemlerini yerdeğiştirmeler ve dönmeler cinsinden yazabiliriz. (3) denklemini (4) denkleminde yerine koyarsak ve daha sonra da (10) denklemine geçersek, dinamik denge denklemlerini 5 yerdeğiştirme bileşeni cinsinden aşağıdaki gibi ifade edebiliriz : mj m-; L11u+L12v+L13w+L14Ps+L15pe+N1(w)+- ü+- Ps- - = 0 A 2 A. A, mj ni2.. qg L21u+L22v + L23w + L24Ps +L25Pe + N2(W)+7TV+- jpe ~T^ = 0 L31u+L32V + L33W + L34Ps+L35Pq+N3(wJH- r-w--r- = 0 (11) Kl Ar m2 mj2.. ms L41u + L42V + L43W + L440s + L450e+N4(w)+ - r-ü+-r-Şs- ^ = 0 2Ar Xz ir L51u+L52V+L53w+L54Ps +L55J3Q +N5(w) +-|-v+-|±..pe -~ = 0.ZA A A burada t _ a _^_ Ali _^ A22 a33 a2..-'i t - _n.ı t _ o - _.t T nds2 s ös i2 s2 ae2 _ (a12+a33) ^_ (a22+a33) a_ 12 s asae i2 ae A22 cotcc A12cota d ”13 ~ -2 s a$ T _ R _^_ ŞliA. Ş& Ş33A Ll4~ Bllas2 s as+s2“i2 ae2 L _K+b33) a__(B12+B33) a2^ 15 s2 ae s asae(a12+a33) a2 (a22+a33) a '21 L22 - L23 - '24 L23 - L33 s asae a2 ^_a_ j_ aı2 sai s2 (Ajj+A^jcota a s2 a22 a2 ae r ae' =T + A^cot a s2 ae (b12+b33) a2_ (b22+b33) a_ s asae i2 ae -B 33 a2 1 a 1.2'+. a§ s aı s -2 B22 a2 A^cotcc _ _ s^ dQ2 sX A12cota 8 A22cota '31 L32 - l23 as s2 J33 -A. 55 as2+- sasj A44 & s2 ae2 An cot2 a s2 _AJ rdNl nİ 1 aNİ ^ s+- + ”.9 as i ae _a_ as -XK s a2 2A,nL a2 s8 r 1 snJ 1 aN^ a xnj, a2 a§2 a§ae \* :#.+ ae s as ae s2 ae2 L34 - '35 B“ cota A '12 55 x; a a as xs 55 -”22 B“ cota B22 cota A44 s2 XsJdQ (12) L41 ~ L14 L43 - L42 - -Ms A55 B12 cota a B,2 cota Jds s2 '44 '45 -D 11 al d vas 2 + sas'+ -2 22 D33 d2 s2 ae2.+? k55 (D22+D33) a (d12+d33) a2 s2 ae asae L51 -L24 L52 - L25 L53 - L35 L54=- (d12+d33) a2 (d22+d33) a '55 -D r82 33 vai aiae 1 a _ 1 s-y 2 + sa§ -2 i2 ae '22 3”d" a2 a s2 ae:.+? 44 XIHareket denklemlerindeki lineer olmayan terimler ise dw d w N1(w) = -AuX- - T + lAi2 +A22j - ds Ös 2sJ

Özet (Çeviri)

ABSTRACT This study presents the dynamic equations of a stiffened composite laminated conical thin shell under the influence of initial stresses. The governing equations of truncated conical shell are based on the Donnell-Mushtari theory of thin shells including the transverse shear deformation and rotary inertia. The extension-bending coupling is considered in the derivation. The composite laminated conical shell is also reinforced at uniform intervals by elastic rings and/or stringers. The stiffening elements, are relatively closely spaced, and therefore, the stiffeners are“smeared out”along the conical shell. The inhomogeneity of material properties due to temperature, moisture or manufacturing processes is taken into account in the constitutive equations. A generalized variational theorem is derived so as to describe the complete set of the fundamental equations of the conical shell. Next, the uniqueness is examined in solutions of the dynamic equations of the conical shell and the boundary and initial conditions are shown to be sufficient for the uniqueness in solutions. The equations of laminated composite conical shell are solved by the use of finite difference method as an illustrative example. The accuracy of results is tested by certain earlier results and an good agreement is found.

Benzer Tezler

  1. Tez No

    667435

    Yumurta-kabuk morfolojili hibrit Si/grafen/KNT nanokompozit lityum iyon pil anotlarının geliştirilmesi

    Development of hybrid Si/graphene/CNT nanocomposite lithium ion battery anodes with yolk-shell morphology

    UBEYD TOÇOĞLU

    Doktora

    Türkçe

    Türkçe

    2020

    Bilim ve TeknolojiSakarya Üniversitesi

    Metalurji ve Malzeme Mühendisliği Ana Bilim Dalı

    PROF. DR. HATEM AKBULUT

  2. Tez No

    472838

    Design, analysis and verification of conventional and non-conventional cylindrical cfrp composite shell with optimized cutout under the effect of combined loading

    Üzerinde kesitler olan geleneksel ve geleneksel olmayan silindirik karbon fiber kompozit polimer kabuğun bileşik yükleme altında tasarım, analiz ve doğrulanması

    MANSUR ÇELEBİ

    Doktora

    İngilizce

    İngilizce

    2017

    Uçak Mühendisliğiİstanbul Teknik Üniversitesi

    Uçak ve Uzay Mühendisliği Ana Bilim Dalı

    PROF. DR. HALİT SÜLEYMAN TÜRKMEN

    PROF. DR. ZAFER GÜRDAL

  3. Tez No

    779217

    Farklı dolgu maddelerinin polipropilen esaslı kompozit malzemelerin ısıl bozunma ve yanma davranışlarına etkilerinin incelenmesi

    Investigations the effects of different fillers on thermal decomposition and fire behaviors of polypropylene based composite materials

    YASİN DEMİRHAN

    Doktora

    Türkçe

    Türkçe

    2023

    Makine MühendisliğiPamukkale Üniversitesi

    Makine Mühendisliği Ana Bilim Dalı

    PROF. DR. NAZIM USTA

  4. Tez No

    785883

    Biyoaktif bileşikler yüklenmiş aktif ve akıllı nanokompozit filmlerin geliştirilmesi, karakterizasyonu ve gıda uygulamaları

    Development, characterization and food applications of active and intelligent nanocomposite films loaded with bioactive compounds

    DİLARA KONUK TAKMA

    Doktora

    Türkçe

    Türkçe

    2023

    Gıda MühendisliğiAydın Adnan Menderes Üniversitesi

    Gıda Mühendisliği Ana Bilim Dalı

    PROF. DR. HİLAL ŞAHİN NADEEM

    PROF. DR. FİGEN KOREL

  5. Tez No

    898837

    Greyfurt kabuk ekstraktının arı sağlığı ve nosema enfeksiyonu üzerine etkilerinin incelenmesi

    Investigation of the effects of grapefruit peel extract on bee health and nosema infection

    MUHAMMET MÜKERREM KAYA

    Doktora

    Türkçe

    Türkçe

    2024

    Veteriner HekimliğiBurdur Mehmet Akif Ersoy Üniversitesi

    Farmakognozi ve Fitoterapi Ana Bilim Dalı

    DOÇ. DR. HİDAYET TUTUN

    DOÇ. DR. NİLÜFER VURAL

Geri Dön