Geri Dön

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

  1. Tez No: 827298
  2. Yazar: DAĞHAN GÜNHAN
  3. Danışmanlar: PROF. DR. FEVZİ SUAT KADIOĞLU
  4. Tez Türü: Yüksek Lisans
  5. Konular: Makine Mühendisliği, Mechanical Engineering
  6. Anahtar Kelimeler: Belirtilmemiş.
  7. Yıl: 2023
  8. Dil: İngilizce
  9. Üniversite: Orta Doğu Teknik Üniversitesi
  10. Enstitü: Fen Bilimleri Enstitüsü
  11. Ana Bilim Dalı: Makine Mühendisliği Ana Bilim Dalı
  12. Bilim Dalı: Katı Cisimlerin Mekaniği Bilim Dalı
  13. 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

  1. Effect of crack closure and mean stress level on fatigue crack propagation

    Başlık çevirisi yok

    SİNAN HASEKİ

    Yüksek Lisans

    İngilizce

    İngilizce

    1993

    Makine MühendisliğiBoğaziçi Üniversitesi

    Makine Mühendisliği Ana Bilim Dalı

    PROF. DR. ÖKTEM VARDAR

  2. 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

    İngilizce

    2021

    İnşaat MühendisliğiHacettepe Üniversitesi

    İnşaat Mühendisliği Ana Bilim Dalı

    PROF. DR. MUSTAFA ŞAHMARAN

    DR. ÖĞR. ÜYESİ YUSUF ÇAĞATAY ERŞAN

  3. 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

    Türkçe

    2021

    İnşaat MühendisliğiGazi Üniversitesi

    İnşaat Mühendisliği Ana Bilim Dalı

    PROF. DR. ÖZGÜR ANIL

  4. Investigation of microcapsule based self-healing in cement base materials

    Çimento esaslı malzemelerde mikrokapsül esaslı kendi kendine iyileşmenin araştırılması

    DOĞA EYİCE

    Yüksek Lisans

    İngilizce

    İngilizce

    2021

    İnşaat MühendisliğiDokuz Eylül Üniversitesi

    İnşaat Mühendisliği Ana Bilim Dalı

    PROF. DR. HALİT YAZICI

  5. 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

    Türkçe

    2019

    Makine MühendisliğiOsmaniye Korkut Ata Üniversitesi

    Makine Mühendisliği Ana Bilim Dalı

    DOÇ. DR. KERİMCAN ÇELEBİ