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: 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
- 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
2018
Kimya Mühendisliğiİstanbul Teknik ÜniversitesiKimya Mühendisliği Ana Bilim Dalı
PROF. DR. AYŞEGÜL ERSOY MERİÇBOYU
- 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
2014
Makine MühendisliğiBoğaziçi ÜniversitesiMakine Mühendisliği Ana Bilim Dalı
DOÇ. DR. ŞEBNEM ÖZÜPEK
- Sonlu elemanlar yöntemiyle dişli kırılma analizi
Spur gear crack analysis using finite element method
AYKUT KUNDİ
Yüksek Lisans
Türkçe
2018
Makine MühendisliğiUludağ ÜniversitesiMakine Mühendisliği Ana Bilim Dalı
DOÇ. DR. FATİH KARPAT
- 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
1997
Maden Mühendisliği ve MadencilikOrta Doğu Teknik ÜniversitesiMalzeme Mühendisliği Ana Bilim Dalı
PROF. DR. LEVENT TUTLUOĞLU
- 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
2016
Makine MühendisliğiSakarya ÜniversitesiMakine Mühendisliği Ana Bilim Dalı
PROF. DR. ALİ OSMAN AYHAN