Geri Dön

Crack propagation analysis in elastomeric isolation bearings

Elastomerik izolasyon mesnetlerinde çatlak ilerleme analizi

  1. Tez No: 792755
  2. Yazar: EMİRHAN TIKNAZ
  3. Danışmanlar: PROF. DR. ŞEBNEM ÖZÜPEK PODNOS
  4. Tez Türü: Yüksek Lisans
  5. Konular: Makine Mühendisliği, Mechanical Engineering
  6. Anahtar Kelimeler: Belirtilmemiş.
  7. Yıl: 2022
  8. Dil: İngilizce
  9. Üniversite: Boğaziçi Üniversitesi
  10. Enstitü: Fen Bilimleri Enstitüsü
  11. Ana Bilim Dalı: Makine Mühendisliği Ana Bilim Dalı
  12. Bilim Dalı: Belirtilmemiş.
  13. Sayfa Sayısı: 98

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

  1. Development of an intermediate layer for multilayer hoses used in turbo lines of motor vehicles

    Motorlu taşıtların turbo hatlarında kullanılan çok katmanlı hortumlar için bir ara katman geliştirilmesi

    GÜL ÜNAL

    Doktora

    İngilizce

    İngilizce

    2018

    Kimya Mühendisliğiİstanbul Teknik Üniversitesi

    Kimya Mühendisliği Ana Bilim Dalı

    PROF. DR. AYŞEGÜL ERSOY MERİÇBOYU

  2. Modeling cracks in nonlinear viscoelastic media subjected to thermal loading

    Isıl yüklemeye maruz kalan doğrusal olmayan viskoelastik ortamlarda çatlak modellemesi

    ÇAĞRI İYİDİKER

    Yüksek Lisans

    İngilizce

    İngilizce

    2014

    Makine MühendisliğiBoğaziçi Üniversitesi

    Makine Mühendisliği Ana Bilim Dalı

    DOÇ. DR. ŞEBNEM ÖZÜPEK

  3. Sonlu elemanlar yöntemiyle dişli kırılma analizi

    Spur gear crack analysis using finite element method

    AYKUT KUNDİ

    Yüksek Lisans

    Türkçe

    Türkçe

    2018

    Makine MühendisliğiUludağ Üniversitesi

    Makine Mühendisliği Ana Bilim Dalı

    DOÇ. DR. FATİH KARPAT

  4. Modeling of cracks in rock fragmentation with a higher order displacement discontnuty method

    Kaya parçalanmasında oluşan çatlakların yüksek dereceli deplasman süreksizliği metodu ile mekanizması

    MOHAMMAD FATEHI MARJI

    Doktora

    İngilizce

    İngilizce

    1997

    Maden Mühendisliği ve MadencilikOrta Doğu Teknik Üniversitesi

    Malzeme Mühendisliği Ana Bilim Dalı

    PROF. DR. LEVENT TUTLUOĞLU

  5. Makine ve yapı elemanlarında üç boyutlu mod-I çatlak ilerleme problemlerinin FCPAS ile analizleri

    Three-dimensional mode-I crack growth analyses with FCPAS in machinery and structure elements

    MÜRSEL DERYA

    Yüksek Lisans

    Türkçe

    Türkçe

    2016

    Makine MühendisliğiSakarya Üniversitesi

    Makine Mühendisliği Ana Bilim Dalı

    PROF. DR. ALİ OSMAN AYHAN