Statik ve dinamik yükler etkisindeki tabakalı kompozit kirişlerin yapısal analizleri için yeni bir zikzak sonlu eleman formülasyonu geliştirilmesi
Development of a new zigzag finite element formulation for structural analysis of laminated composite beams under static and dynamic loads
- Tez No: 743083
- Danışmanlar: DOÇ. DR. MEHMET DÖRDÜNCÜ
- Tez Türü: Yüksek Lisans
- Konular: Makine Mühendisliği, Mechanical Engineering
- Anahtar Kelimeler: Tabakalı Kompozit Kirişler, Geliştirilmiş Zikzak Teorisi, Sonlu Elemanlar Metodu, Yapısal Analiz, Laminated Composite Beams, Refined Zigzag Theory, Finite Element Method, Structural Analysis
- Yıl: 2022
- Dil: Türkçe
- Üniversite: Erciyes Üniversitesi
- Enstitü: Fen Bilimleri Enstitüsü
- Ana Bilim Dalı: Makine Mühendisliği Ana Bilim Dalı
- Bilim Dalı: Belirtilmemiş.
- Sayfa Sayısı: 125
Özet
Tabakalı kompozit yapılar, mukavemet-sertlik oranı ve düşük ağırlıkları sayesinde farklı mühendislik uygulamalarında yaygın bir şekilde kullanılmaktadır. Bu yapılar lif ve reçine bakımından zengin katmanlardan oluşmaktadırlar. Tabakalı kompozit yapılarda meydana gelen hasarlar matris kırılması, lif kopması ve katmanlar arası ayrılma gibi farklı biçimlerde oluşabilmektedir. Bu nedenle, tabakalı kompozit yapılarda lif oryantasyonunun, yükleme ve sınır koşullarının yer değiştirme ve gerilme dağılımları üzerindeki etkisinin iyi anlaşılması gerekmektedir. Bu yapıların dayanımını artırmak ve hizmet ömürlerini iyileştirmek için gerilme ve şekil değiştirme alanlarının doğru bir şekilde hesaplanması gerekmektedir. Bu tez çalışması kapsamında tabakalı kompozit kirişlerin statik ve dinamik yükler altındaki davranışları, kalınlık boyunca şekil değişim etkileri de göz önünde bulundurularak detaylı bir şekilde incelenmiştir. Bu kapsamda, Geliştirilmiş Zikzak Teorisini (GZZT) temel alan anizoparametrik üç düğüm noktasına ve on beş serbestlik derecesine sahip yeni bir sonlu eleman formülasyonu geliştirilmiştir. Statik ve dinamik yükler altındaki kirişlerin yer değiştirme ve gerilme dağılımları, farklı sınır şartları altında ve malzeme kombinasyonları kullanımı durumlarında incelenmiştir. Özellikle kalın kirişlerin kalınlık boyunca enine ve eksenel deformasyon davranışları detaylı bir şekilde araştırılmıştır. Elde edilen sonuçların, referans değerler ile uyumlu olduğu, kayma deformasyonların baskın olduğu kalın kirişleri için ise daha gerçekçi sonuçlar ortaya koyduğu saptanmıştır.
Özet (Çeviri)
Laminated composite structures have been widely used in many engineering applications due to their strength-to-stiffness ratio and light weights. They are composed of fiber-rich and resin-rich layers. Damages may occur in different forms such as matrix cracking, fiber breakage, and delamination. The influence of the fiber orientation, loading, and boundary conditions on the displacement and stress states in the laminated composites should be well understood for their structural integrity. Thus, a need is evident to determine the stress and strain fields accurately to enhance the strength of such structures and improve their service life. In this project, the behavior of the laminated composite beams under static and dynamic loads is investigated in detail by considering the influence of transverse stretching. In this context, a new three-node and fifteen degrees of freedom finite element formulation are developed based on an anisoparametric Refined Zigzag Theory (RZT). The displacement and stress distributions of the beams under static and dynamic loads are examined by considering different boundary conditions and material variations. In particular, the transverse and axial deformation behavior of the thick beams is thoroughly investigated. The RZT predictions are found to be consistent with those of the reference solutions and to produce more realistic results for thick beams where the shear deformations are dominant.
Benzer Tezler
- Statik ve dinamik yükler altında kompozit plakaların hasar durumlarına karşı davranışlarının incelenmesi
Investigation of behaviors of the composite plates during static and dynamic loads
SERDAR KORKUT
Yüksek Lisans
Türkçe
2017
Makine Mühendisliğiİstanbul Teknik ÜniversitesiMakine Mühendisliği Ana Bilim Dalı
PROF. DR. ATA MUGAN
- Çapraz tabakalı kompozit kalın plakların statik analizi
Static analysis of cross-ply laminated composite thick plates
NURTEN ATEŞ
Yüksek Lisans
Türkçe
2011
İnşaat Mühendisliğiİstanbul Teknik Üniversitesiİnşaat Mühendisliği Ana Bilim Dalı
YRD. DOÇ. DR. FETHİ KADIOĞLU
- Design of multifunctional architected cellular structures under dynamic loads
Dinamik yükler altında çok fonksiyonlu mimarilendirilmiş hücreli yapıların tasarımı
ZANA EREN
Doktora
İngilizce
2024
Havacılık ve Uzay Mühendisliğiİstanbul Teknik ÜniversitesiUçak ve Uzay Mühendisliği Ana Bilim Dalı
PROF. DR. ZAHİT MECİTOĞLU
- İkiz tünel içeren tabakalı yarı-sonsuz bir ortamın statik ve dinamik davranışlarının sonlu ve sonsuz elemanlar kullanılarak incelenmesi
Investigation of static and dynamic behaviors of a layered semi-infinite medium with twin tunnel by using finite and infinite elements
YUSUF ZİYA YÜKSEL
Doktora
Türkçe
2024
Mühendislik BilimleriBursa Teknik Üniversitesiİnşaat Mühendisliği Ana Bilim Dalı
PROF. DR. ŞEREF DOĞUŞCAN AKBAŞ
- Deprem etkisindeki yeraltı yapılarının zaman tanım alanında doğrusal ve doğrusal olmayan çözümlemesi
The solutions of underground structures under earthquake by using linear and nonlinear time history analysis
CAN BERK KESKİN
Yüksek Lisans
Türkçe
2014
Deprem Mühendisliğiİstanbul Teknik ÜniversitesiDeprem Mühendisliği Ana Bilim Dalı
DOÇ. DR. ABDULLAH NECMETTİN GÜNDÜZ