Crack propagation analysis in elastomeric isolation bearings
Elastomerik izolasyon mesnetlerinde çatlak ilerleme analizi
- Tez No: 792755
- Danışmanlar: PROF. DR. ŞEBNEM ÖZÜPEK PODNOS
- Tez Türü: Yüksek Lisans
- Konular: Makine Mühendisliği, Mechanical Engineering
- Anahtar Kelimeler: Belirtilmemiş.
- Yıl: 2022
- Dil: İngilizce
- Üniversite: Boğaziçi Üniversitesi
- Enstitü: Fen Bilimleri Enstitüsü
- Ana Bilim Dalı: Makine Mühendisliği Ana Bilim Dalı
- Bilim Dalı: Belirtilmemiş.
- Sayfa Sayısı: Belirtilmemiş.
Özet
Bu tez calısması, elastomerik izolasyon mesnetlerinde catlak ilerleme analizine odaklanmaktadır. Tek kenar centikli numunede catlak ilerleme analizi ile ilgili bir karsılastırmalı degerlendirme problemi ve arayuz catlak modellemesi ile ilgili iki problem incelenmistir. Reaksiyon kuvveti, J integrali ve gerinim enerjisi degerleri gibi sonuclar literaturden elde edilen bulgularla karsılastırılmıstır. Degerlendirme probleminde, kenar centikli numune icin sonlu elemanlar yontemi (FEM) ve genisletilmis sonlu elemanlar yontemi (XFEM) kullanılmıstır. FEM ve XFEM'den belirlenen gerinim enerjisi de˘gerlerinin iyi bir uyumda oldu˘gu belirlenmistir. XFEM'in avantajları ve sınırlamaları arastırılmıs ve XFEM kullanılarak yapılan catlak ilerleme modellemesinde J integralinin hesaplanmadıgı saptanmıstır. Bu nedenle enerji salınım hızının hesaplanmasına olanak saglayacak bir degisken arastırılmıstır. Kucuk catlak ilerlemeleri icin XFEM'den elde edilen enerji kaybı degerlerinin (dissipated energy due to damage) FEM'den hesaplanan J integral degerlerine cok yakın oldugu belirlenmistir. Ara yuz catlakları iceren ve basma ve kesme yuklerine maruz kalan silindirik elastomerik izolasyon mesnetinin 2D eksenel simetrik ve 3D sonlu eleman modelleri analiz edilmistir. Her iki model icin de keskin koselerde kose yarıcapının ve surtunme katsayısının sonlu elemanlar analizinin yakınsaması uzerindeki etkileri arastırılmıstır ve yakınsama zorluklarının ustesinden gelmek icin bu parametrelerin optimizasyonu gerceklestirilmistir. Analizde, sonucların dogruluk derecesi degistirilmeden calısma suresinin iyilestirilmesi amacıyla uc farklı model analiz olusturulmustur. Birkac duragan catlak icin J integrali ve tepki kuvvetinin literaturden elde edilen sonuclarla iyi bir uyum icinde oldugu gorulmustur. 3D modelde basma icin kısmi yakınsama saglanmıstır. Basma ve kesme yuklemesi icin, J integralinin catlak boyutuyla degisimi dogru egilimi izlemistir.
Özet (Çeviri)
This thesis study focuses on the crack propagation analysis in elastomeric isolation bearings. One benchmark problem related to crack propagation analysis in a single-edge notch specimen and two problems related to interface crack modelling were studied. The results such as reaction force, J integral and strain energy values were compared with the findings from literature. In the benchmark problem, conventional FEM and extended finite element method (XFEM) were used for single edge notch specimen. The strain energy values determined from conventional FEM and XFEM were in good agreement. Advantages and limitations of XFEM were investigated and it was found that J integral is not calculated in crack propagation modeling using XFEM. Therefore, a variable that would allow calculation of energy release rate was investigated. It was determined that for small crack advances, dissipated energy values obtained from the XFEM are very close to those based on J integral values calculated from FEM. 2D axisymmetric and 3D FE models of a circular elastomeric isolation bearing containing interface cracks and subjected to compression and shear loading were analyzed. For both models, the effects of fillet radius at sharp corners and coefficient of friction on the convergence of the FE analysis were investigated and optimization of these parameters to overcome convergence difficulties was accomplished. In the analysis, three different models were analyzed to improve the run time of the computation while maintaining the accuracy. J integral and reaction force for several stationary cracks were found to be in good agreement with the results obtained from the literature. In the 3D model, partial convergence was achieved for compression. For the converged combined loading the change of the J integral with the crack size followed the correct trend.
Benzer Tezler
- Dört zamanlı türbaşarj direk püskürtmeli bir dizel motorunun bilgisayar ile sümülasyonu
Computer aided simulation of a fourstroke turbocharged direct-anjection diesel engine
MUSTAFA BALCI
- Effect of metal surface coating on the moisture absorption characteristics of cfrp
Başlık çevirisi yok
SELMA ŞİMŞEK
- Isıl ve kısa ömürlü yorulmanın dizayn açısından etüdü
Başlık çevirisi yok
SÜLEYMAN JABBAR MERDAN
Yüksek Lisans
Türkçe
1986
Makine MühendisliğiErciyes ÜniversitesiMakine Ana Bilim Dalı
YRD. DOÇ. DR. SAMİ KARADENİZ
