Investigation of crack closure effect on vibration characteristics of a beam with the breathing crack
Açılır-kapanır çatlak bulunduran bir kirişte çatlak kapanmasının titreşim karakteristiğine olan etkisinin incelenmesi
- Tez No: 827298
- Danışmanlar: PROF. DR. FEVZİ SUAT KADIOĞLU
- Tez Türü: Yüksek Lisans
- Konular: Makine Mühendisliği, Mechanical Engineering
- Anahtar Kelimeler: Belirtilmemiş.
- Yıl: 2023
- Dil: İngilizce
- Üniversite: Orta Doğu Teknik Üniversitesi
- Enstitü: Fen Bilimleri Enstitüsü
- Ana Bilim Dalı: Makine Mühendisliği Ana Bilim Dalı
- Bilim Dalı: Katı Cisimlerin Mekaniği Bilim Dalı
- Sayfa Sayısı: 140
Özet
Literatürde çatlaklı kirişin titreşim özellikleri ile ilgili birçok araştırma bulunmaktadır. Bu çalışmalar genel olarak açık çatlak ve açılır kapanır çatlak yaklaşımı olarak iki başlık altında toplanmaktadır. İlki, çatlağın her zaman açık kaldığı varsayımını yapar. İkincisi, çatlağın açma kapama davranışını ve çatlak yüzeyleri arasındaki teması dikkate alır. Fakat, bu iki yöntem, yorulma çatlaklarında meydana gelen plastisite kaynaklı çatlak kapanması (PKÇK) durumunu göz ardı etmektedir. Bu çalışmada, PKÇK durumu, çatlaklı kirişlerin titreşim analizinde dikkate alınmıştır. Öncelikle PKÇK katı mekaniği bakış açısıyla incelenmiştir. Artık plastik deformasyonlar ve sonuç olarak çatlak yüzeyleri etrafında oluşan artık gerilmeler, çeşitli yük seviyeleri ve çatlak ilerleme uzunlukları için incelenmiştir. Çatlak kapanmasının kanıtı olan temas basınçları farklı konfigürasyonlar için incelenmiştir. Daha sonra, yumuşak geçişli bir çift doğrusal eğriye benzeyen sistemin rijitliği elde edilmiş ve çatlamış kirişlerin modellenmesi için yaygın olarak kullanılan çift doğrusal eğri ile karşılaştırılmıştır. Son olarak, farklı genlik seviyeleri için çatlaksız kirişin, PKÇK etkisi olmadan modellenen çatlaklı kirişin ve PKÇK etkisi ile modellenen çatlaklı kirişin zorlanmış titreşim analizleri yapılmıştır. Sonuçlar, PKÇK etkisinin çatlak kirişlerin titreşim özellikleri üzerinde çok büyük bir etkiye sahip olduğunu ve ihmal edilmemesi gerektiğini göstermektedir. Düşük genlik seviyeleri için, çatlaklı kiriş, yaygın yaklaşımın aksine çatlaksız kiriş gibi davranmaktadır çünkü çatlak yüzeylerindeki basma yükü aşılamamaktadır. Doğrusal olmayan davranış yalnızca çok yüksek genlik seviyelerinde görülmektedir ve bu durum bir yapıdaki yorulma çatlağının doğrusal olmayan titreşim yanıtına dayalı olarak tespit edilmesini zorlaştırmaktadır.
Özet (Çeviri)
There are many research studies in the literature about vibration characteristics of cracked beam. These studies are generally grouped under two headings as open crack and breathing crack approaches. First one assumes that crack remains always open. Second one considers the opening closing behavior of crack and contact between crack surfaces. However, these two methods ignore the plasticity induced crack closure (PICC) phenomena which occurs in fatigue cracks. In this study, PICC is integrated into the vibration analysis of cracked beams. First, PICC is investigated with solid mechanics perspective. The residual plastic deformations and consequently residual stresses around crack surfaces are examined for various load levels and crack propagation lengths. Contact pressures which is the proof of the crack closure is studied for different configurations. Then, the stiffness of the system which is like a bilinear curve with smooth transition is obtained and compared with the commonly used bilinear curve for breathing cracked beams. Finally, forced vibration analysis of uncracked beam, cracked beam modeled without and with PICC effect are performed for different amplitude levels. Results shows that PICC has a significant effect on vibration characteristics of cracked beams, and it should not be neglected. For low amplitude levels, cracked beam behaves like uncracked beam on the contrary with common approach because the compression on crack surfaces is not overcome. Nonlinear behavior appears only at very high amplitude levels, and this makes it difficult to detect a fatigue crack in a structure from its nonlinear vibration response.
Benzer Tezler
- Effect of crack closure and mean stress level on fatigue crack propagation
Başlık çevirisi yok
SİNAN HASEKİ
Yüksek Lisans
İngilizce
1993
Makine MühendisliğiBoğaziçi ÜniversitesiMakine Mühendisliği Ana Bilim Dalı
PROF. DR. ÖKTEM VARDAR
- Investigation of performance properties of cement-binder systems with microbial self-healing ability
Mikrobiyal kendiliğinden iyileşme kabiliyetine sahip çimento bağlayıcılı sistemlerin performans özelliklerinin incelenmesi
MERVE SÖNMEZ
Yüksek Lisans
İngilizce
2021
İnşaat MühendisliğiHacettepe Üniversitesiİnşaat Mühendisliği Ana Bilim Dalı
PROF. DR. MUSTAFA ŞAHMARAN
DR. ÖĞR. ÜYESİ YUSUF ÇAĞATAY ERŞAN
- Kirişlerde eğilme yüklemesi etkisinde şekil değiştirme sertleşmesi gösteren çimento bağlayıcılı kompozitlerin kendiliğinden iyileşme performanslarının deneysel olarak incelenmesi
Experimental investigation of cementitious composites exhibit strain hardening beam elements showing self-healing performances under bending loading
NURULLAH ÖKSÜZER
Doktora
Türkçe
2021
İnşaat MühendisliğiGazi Üniversitesiİnşaat Mühendisliği Ana Bilim Dalı
PROF. DR. ÖZGÜR ANIL
- Investigation of microcapsule based self-healing in cement base materials
Çimento esaslı malzemelerde mikrokapsül esaslı kendi kendine iyileşmenin araştırılması
DOĞA EYİCE
Yüksek Lisans
İngilizce
2021
İnşaat MühendisliğiDokuz Eylül Üniversitesiİnşaat Mühendisliği Ana Bilim Dalı
PROF. DR. HALİT YAZICI
- Karbon elyaf takviyeli epoksi esaslı tabakalı kompozitlerin üretimi ve kırılma davranışlarının incelenmesi
Production of carbon fiber reinforced epoxy based layered composites and investigation of their fracture behaviors
ZEYNEP ŞEYDA OKUR
Yüksek Lisans
Türkçe
2019
Makine MühendisliğiOsmaniye Korkut Ata ÜniversitesiMakine Mühendisliği Ana Bilim Dalı
DOÇ. DR. KERİMCAN ÇELEBİ