Elastik zemine oturan tabakalı kompozit plakaların karışık sonlu elemanlar metoduyla stabilite analizi
Stability analysis of laminated composite plate-foundation interaction by mixed finite element formulation
- Tez No: 83062
- Danışmanlar: DOÇ. DR. MEHMET H. OMURTAG
- Tez Türü: Yüksek Lisans
- Konular: İnşaat Mühendisliği, Civil Engineering
- Anahtar Kelimeler: Belirtilmemiş.
- Yıl: 1999
- Dil: Türkçe
- Üniversite: İstanbul Teknik Üniversitesi
- Enstitü: Fen Bilimleri Enstitüsü
- Ana Bilim Dalı: İnşaat Mühendisliği Ana Bilim Dalı
- Bilim Dalı: Belirtilmemiş.
- Sayfa Sayısı: 51
Özet
ELASTİK ZEMİNE OTURAN TABAKALI KOMPOZIT PLAKLARIN KARIŞIK SONLU ELEMANLAR METODUYLA STABİLİTE ANALİZİ ÖZET Kompozitler 21. Yüzyıla damgasını vuracağı belli olmuş olan malzeme biliminin ürünleridir. Bu alanda yoğun çalışmalar sürdürülmektedir. Mühendislik uygulamaları içinde yüzeysel taşıyıcılarda da kompozit kullanımı çok yaygınlaşmıştır. Örneğin savunma sanayiinde, uzay-uçak teknolojilerinde ve otomotiv sektöründe. Yüzeysel taşıyıcıların geniş kullanım alanı bulmasıyla birlikte, bu yönde yapılan sayısal çözüm tekniklerini kullanarak yapılan araştırmalar da büyük ivme kazanmıştır. Bu yöntemlerin başında sonlu eleman yöntemi ön sıralarda yer almaktadır. Bu çalışma kapsamında karışık sonlu eleman yöntemiyle, lamelli plaklarda stabilite analizi yapılmıştır. Tek tabaka teorilerinden yola çıkılarak tabakalara ayrılmış plaklarda Kirchhoff-Love teorisine göre bir formülasyona gidilmiştir. Böylelikle tabaka sayısı artsa dahi elemanın toplam serbestlik derecesi sabit kalmakta ve bilgisayar kullanımı zamanından da tasarruf sağlanmaktadır. Bu çalışmada geliştirilen fonksiyonel için Gateaux türevinden yararlanılmış olup, karışık sonlu eleman formülasyonu için uygundur. Fonksiyoneldeki doğrusal olmayan terimler artımsal formülasyon ile doğrusallaştırılmış ve varyasyonel ilkelerle plak eleman matrisleri ve geometrik matrisler geliştirilmiştir. Fonksiyoneldeki değişkenler üzerinde birinci mertebeden daha yüksek derecede türev büyüklükleri olmadığında, bilineer şekil fonksiyonları kullanılmıştır. Elemanın bir düğüm noktasındaki bilinmeyenler: üç tane yer değiştirme, üç tane membran kuvvet, iki eğilme ve bir burulma momentidir. Dört düğüm noktalı elemanda toplam otuzaltı (4x9) serbestlik vardır. Geliştirilen eleman tabakalı kompozit plakların stabilite analizinin incelenmesi için kullanılmıştır. Sonuçlar literatürde mevcut çalışmalar ile karşılaştırılmış ve elemanın mühendislik uygulamaları bakımından güvenli sınırlar içinde olduğu sonucuna varılmıştır. xi
Özet (Çeviri)
STABILITY ANALYSIS OF LAMINATED COMPOSITE PLATE - FOUNDATION INTERACTION BY MIXED FINITE ELEMENT FORMULATION SUMMARY Due to a number of beneficial properties (weight savings, suitability of low coast, high volume production, etc.) the structural components made of composite materials present the composites as one of the most promising candidates for automotive structural, aerospace sector, high technology products etc. Most composite structures are made of multidirectional laminates. Complicated geometries and boundary conditions due to complexities in the formulations exclusively restrict the analytical studies on laminated plates. In the last two decade a special attention has been dedicated on numerical solution techniques, especially by finite element method, for the analysis of composite plates. The analysis of plates on elastic foundation using finite element method is widely used for the analysis of mat foundations, rigid pavements, etc. Generally the Winkler type which was originally developed for analysis of railroad tracks is selected as a foundation model and the Pasternak type modelling has drawn less attention relative to others. To add the influence of shear effect of foundation, besides the vertical springs, Pasternak had introduced a shear layer such that it is an incompressible vertical element and deforms only by transverse shear force. Numerous different finite element models are possible by selecting different displacement or stress fields or both defined in term of variety of generalized coordinates and introducing different equilibrium conditions at the nodes of compatibility conditions along interelement boundaries or both in classical finite element formulation. The formulation is based on Kirchhoff-Love theory. Obtaining a functional via Gateaux differential will carry out the formulation. Non-linear terms are linearized by incremental formulation and second law of Ljapunov is used in the stability analysis. The finite element formulation converges to an eigen value problem at the end. Degrees of freedom of the element are independent from the number of layers and an important amount of computer time is saved. To obtain element matrices, variational method is applied to the given functional of plate. In the derivation of plate elements, isoparametric finite element formulation is followed. Since the functional has only derivatives of first degree bilinear shape functions for plate element would be sufficient. Looking from the view of necessary engineering precision and satisfaction, the comparison of the obtained numerical results with the examples given in the literature was in good agreement.
Benzer Tezler
- Lineer olmayan elastik zemine oturan tabakalı kompozit plakların lineer olmayan statik hesabı
Nonlinear static analysis of laminated composite plates resting on nonlinear elastic foundations
ALİ KEMAL BALTACIOĞLU
Yüksek Lisans
Türkçe
2011
İnşaat MühendisliğiAkdeniz Üniversitesiİnşaat Mühendisliği Ana Bilim Dalı
DOÇ. DR. ÖMER CİVALEK
- Elastik zemine oturan dairesel plakların dönel simetrik eğilme analizi
Axisymmetric bending analysis of circular plates resting on elastic foundation
BURAK YÜCE
Yüksek Lisans
Türkçe
2022
İnşaat MühendisliğiYıldız Teknik Üniversitesiİnşaat Mühendisliği Ana Bilim Dalı
DOÇ. DR. MURAT ALTEKİN
- Nonlinear static and dynamic analysis of shells of revolution
Dönel kabuk yapıların nonlineer statik ve dinamik davranışlarının incelenmesi
ÖZGÜR KALBARAN
Doktora
İngilizce
2020
Makine MühendisliğiGebze Teknik ÜniversitesiMakine Mühendisliği Ana Bilim Dalı
PROF. DR. HASAN KURTARAN
- Elastik zemine oturan Timoshenko kirişinin sonlu elemanlar yöntemiyle elastoplastik analizi
Elastoplastic finite element analysis of Timoshenko beam on elastic foundation
ELİF YAZICI
Yüksek Lisans
Türkçe
2009
İnşaat Mühendisliğiİstanbul Teknik Üniversitesiİnşaat Mühendisliği Ana Bilim Dalı
PROF. DR. METİN AYDOĞAN
- İki parametreli elastik zemine oturan dairesel plak problemleri
The Circular plates problems on the two-parameter elastic foundation
MAKSUDE G. ÖZDOĞAN