Düzlem içi bası yüklemelerine maruz sandviç yapılı kompozit panellerin burkulma dayanımlarının en iyilemesi
Maximization of buckling strength of sandwich- structured composite panels subjected to in-plane compression loadings
- Tez No: 819445
- Danışmanlar: DR. ÖĞR. ÜYESİ HAMZA ARDA DEVECİ
- Tez Türü: Yüksek Lisans
- Konular: Makine Mühendisliği, Mechanical Engineering
- Anahtar Kelimeler: Belirtilmemiş.
- Yıl: 2023
- Dil: Türkçe
- Üniversite: Erzincan Binali Yıldırım Üniversitesi
- Enstitü: Fen Bilimleri Enstitüsü
- Ana Bilim Dalı: Makine Mühendisliği Ana Bilim Dalı
- Bilim Dalı: Belirtilmemiş.
- Sayfa Sayısı: 90
Özet
Sandviç yapılı kompozitler genel olarak birçok endüstriyel ve yapısal uygulamada kullanılan çok yönlü ve geliştirilebilir malzemelerdir. Birçok alanda kullanılmasının sebepleri arasında düşük ağırlık, yüksek mukavemet, iyi termal ve akustik yalıtım, yüksek rijitlik, tasarım esnekliği ve korozyon direnci gibi üstün özellikleri gelmektedir. Bu tezde çeşitli geometrik ve düzlem içi yükleme senaryoları için maksimum burkulma mukavemetine sahip sandviç yapılı kompozitler elde etmek hedeflenmiştir. Tezde iki ayrı çalışma bulunmaktadır. Bu hedef doğrultusunda ilk çalışma için literatürden yüzey tabakası olarak grafit/epoksi yüzlü ve alüminyum petek çekirdekli sandviç yapılı kompozit seçilmiştir. Sonrasında optimizasyon prosedüründe kullanılacak program kodları literatürde daha önce çözülmüş burkulma problemleri ile doğrulanmıştır. Bu çalışmada referans çalışmaya çok yakın kritik burkulma yükü değerleri elde edilebilmiştir. Daha sonra, sandviç yapılı kompozitlerin daha fazla burkulma mukavemetinin mümkün olup olmadığını araştırmak için kod doğrulamasında dikkate alınan problemler kullanılarak bir ön optimizasyon çalışması yapılmıştır. Bu çalışma sonucunda sandviç panellerde kompozit yüzeylerin optimum fiber yönelimleri ile daha büyük kritik burkulma yüklerinin simetrik sınır şartı altında MATLAB programı içerisinde kullanılan genetik algoritma (GA) ile elde edilebileceği görülmüştür. Tezin ikinci çalışmasında literatürden aynı malzemeler dikkate alınarak oluşturulan sandviç yapılı kompozit panellerin kritik burkulma yükleri maksimize edilmiştir. Sandviç panellerin grafit/epoksi yüzlerinde geleneksel −45°, 0°, 45°, 90° fiber açıları kullanılarak optimum fiber açı dizilimli tasarımları için, çeşitli plaka en-boy oranları ve düzlem içi yükleme oranları için iki tip çekirdek ve yükleme dikkate alınarak Tsai-Wu hasar kriteri altında optimizasyon çalışmaları yapılmıştır. Belirlenen problemler MATLAB programı ile oluşturulan GA/SQPA hibrit algoritması kullanılarak çözülmüştür. Sonuçlar, dikkate alınan çoğu plaka en-boy (a/b) ve yükleme oranları (Ny/Nx) için belirlenen Nx = 100 N/mm ve 200 N/mm yükleri altında her iki çekirdek tipinde de burkulmaya dayanımı maksimum ve ilk tabaka hasarına uğramamış optimum tasarımlar elde edildiğini göstermektedir.
Özet (Çeviri)
Sandwich composites are versatile and developable materials that are generally used in many industrial and structural applications. Among the reasons for its use in many areas are its superior properties such as low weight, high strength, good thermal and acoustic insulation, high rigidity, design flexibility and corrosion resistance. In this thesis, it is aimed to obtain sandwich structured composites with maximum buckling strength for various geometric and in- plane loading scenarios. There are two separate studies in the thesis. In line with this goal, sandwich structure composite with graphite/epoxy faces and aluminum honeycomb core was selected from the literature for the first study. Afterwards, the program codes to be used in the optimization procedure were verified with the buckling problems previously solved in the literature. In this study, critical buckling load values very close to those in the reference study were obtained. Then, a pre-optimization study was carried out using the problems considered in code validation to investigate whether greater buckling strength of sandwich-structured composites is possible. As a result of this study, it has been seen that larger critical buckling loads in sandwich panels can be obtained by the optimum fiber orientations of the composite laminate faces under the symmetrical boundary condition using genetic algorithm (GA) in the MATLAB program. In the second study of the thesis, the critical buckling loads of sandwich composite panels considering the same materials from the literature were maximized. Optimization studies were carried out under the Tsai-Wu failure criterion by considering two types of cores and loading for various plate aspect ratios and in-plane loading ratios for optimum fiber orientation designs using conventional −45°, 0°, 45°, 90° fiber angles on the graphite/epoxy faces of sandwich panels. The specified problems were solved using GA/SQPA hybrid algorithm constituted with the MATLAB program. The results show that optimum designs are obtained having maximum buckling strength and not having the first ply failure under Nx = 100 N/mm and 200 N/mm loads for the most of the considered plate aspect ratios (a/b) and loading ratios (Ny/Nx) in both core types.
Benzer Tezler
- Optimum design of anti-buckling behavior of the laminated composites by differential evolution and simulated annealing algorithms
Tabakalı kompozitlerin burkulma karşıtı davranışlarının differential evolution ve simulated annealing metotları ile optimum tasarımı
MEHMET AKÇAİR
Yüksek Lisans
İngilizce
2017
Makine Mühendisliğiİzmir Katip Çelebi ÜniversitesiMakine Mühendisliği Ana Bilim Dalı
YRD. DOÇ. DR. LEVENT AYDIN
- Optimum design of anti-buckling behaviour of the laminated composites considering puck failure criterion by genetic algorithm
Tabakalı kompozitlerin burkulma karşıtı davranışlarının puck kırılma kriteri esas alınarak genetik algoritma ile optimum tasarımı
HAMZA ARDA DEVECİ
Yüksek Lisans
İngilizce
2011
Makine Mühendisliğiİzmir Yüksek Teknoloji EnstitüsüMakine Mühendisliği Ana Bilim Dalı
YRD. DOÇ. DR. H. SEÇİL ARTEM
- Tabakalı biyokompozitlerin kırılma performanslarının stokastik yöntemler kullanarak optimize edilmesi
Failure performance optimization of laminated biocomposites by using stochastic methods
AYNUR AYVALIK
Yüksek Lisans
Türkçe
2017
Makine Mühendisliğiİzmir Katip Çelebi ÜniversitesiMakine Mühendisliği Ana Bilim Dalı
YRD. DOÇ. DR. LEVENT AYDIN
- Fonksiyonel dereceli plakaların burkulma davranışlarının sonlu elemanlar yöntemi ile incelenmesi
Buckling analysis of functionally graded plates using finite element analysis
NİHAT CAN
Doktora
Türkçe
2021
Makine MühendisliğiOndokuz Mayıs ÜniversitesiMakine Mühendisliği Ana Bilim Dalı
PROF. DR. NACİ KURGAN
- Bağımsız tanklara sahip bir geminin ısıl gerilme analizi
Thermal stress analysis of a ship with independent tanks
BURAK ÇELEPÖVEN
Yüksek Lisans
Türkçe
2018
Gemi Mühendisliğiİstanbul Teknik ÜniversitesiGemi İnşaatı ve Gemi Makineleri Mühendisliği Ana Bilim Dalı
DR. ÖĞR. ÜYESİ ERTEKİN BAYRAKTARKATAL
PROF. DR. AHMET ERGİN
PROF. DR. MEHMET ÖMER BELİK