Geri Dön

Buckling and postbuckling behavior of cracked structures

Catlaklı yapıların burkulma ve burkulma sonrası davranışı

  1. Tez No: 846478
  2. Yazar: MEHMET ŞAHİN
  3. Danışmanlar: PROF. DR. HERMAN F. NIED
  4. Tez Türü: Doktora
  5. Konular: Makine Mühendisliği, İnşaat Mühendisliği, Mechanical Engineering, Civil Engineering
  6. Anahtar Kelimeler: Belirtilmemiş.
  7. Yıl: 2004
  8. Dil: İngilizce
  9. Üniversite: Lehigh University
  10. Enstitü: Yurtdışı Enstitü
  11. Ana Bilim Dalı: Makine Mühendisliği Ana Bilim Dalı
  12. Bilim Dalı: Makine Teorisi ve Dinamiği Bilim Dalı
  13. Sayfa Sayısı: 161

Özet

Bu çalışmada çeşitli yükler altında normal ve çatlaklı yapıların burkulma ve burkulma sonrası analizi Icin sonlu elemanlar formülasyonu ve çözüm prosedürleri incelendi ve çalışıldı. Çalışma iki ana bölümden oluşmaktadır. İlk bölümde düzenli ve çatlaklı yapıların burkulma analizi için sonlu elemanlar formülasyonu, proglanması ve bazı öz analiz uygulamaları ele alınmıştır. İkinci bölüm bazı uygulamalarla burkulma sonrası analiz prosedürlerini kapsar. Çatlak yapıların burkulma ve burkulma sonrası analizi, özel elemanlar ve burkulma öncesi ve sonrası aşamalarda kırılma bilgilerinin izlenmesi için özel analiz prosedürler gerektirir.“Zenginleştirilmiş çatlak ucu elemanı”, çatlağı tanımlamak ve çatlak ucundaki gerilim tekilliğini sonlu elemanlar yöntemi ile modellenmesi icin kullanılan özel eleman türlerinden biridir Bu tür elemanlarla 3 boyutlu yapılarda çatlak uçlarında ve etrafındaki burkulma sonrası kırılma davranışı hakkında bilgi yüksek derecede hassasiyetle uygun şekilde izlenebilir. Bu çalışmanın ilk bölümünde süreklilik mekaniğinin temelleri, gerilme ve gerinim tanımları ve denge denklemleri türetilti. Süreklilik mekaniğine dayalı sonlu elemanlar formülasyonu ve denklemleri elde edildi. Öz değer çözüm yöntemi olan alt uzay yineleme yönteminde seyrek matris depolama formatı kullanılarak etkin ve hızlı çözüm FRAC3D, sonlu elemanlar analiz yazılımına uygulanmıştır. Çatlaklı ince plakalar çekme yükleri altındaki kesikler lokal burkulma gösterir. Bu onlarca yıldır bilinen bir sorun olsa da basit geometrii çatlak durumlarında bile çok zor matematiksel zorluklar içerir. Örnek uygulamalar olarak Ince plakalarda çekme yükleri altında eğimli ve düz merkezi çatlaklar burkulma analizleri yapıldı. Kritik burkulma yüklerine geometrik ve malzeme özelliklerinin etkilerini incelemek için çalışmalar parametrik yapılmıştır. Bu çalışmanın ikinci bölümünde burkulma sonrası analiz prosedürleri irdelenmiş ve çatlaklı yapılar için burkulma sonrası davranışı elde etmek için bir pertürbasyon yöntemi geliştirilerek uygulanmıştır. Burkulma sonrası kırılma davranışı, burkulma ve büyük deformasyonların olmadığı doğrusal kırılma analizinden tamamen farklıdır. Çatlaklı yapıların çekme, termal veya diğer yükleme koşulları altında lokal burkulma gösteren davranısındaki kırılma analizi birleştirilmiş kırılma/burkulma ve burkulma sonrası analizi ile doğru bir şekilde yapılmalıdır

Özet (Çeviri)

In this study, finite element formulation and solution procedures for buckling and post-buckling analysis of regular and cracked structures under various loading conditions were studied. The study consists of two main parts. The first part focuses on the finite element formulation for buckling (eigen) analysis of regular and cracked structures and some eigen-analysis applications of cracked structures. The second part covers post-buckling analysis procedures with some applications. Buckling and post-buckling analysis of cracked structures requires special elements and additional procedures to trace fracture information during pre-and post-buckling stages. The“enriched crack tip element”is one of the special element types used to adopt the crack tip stress singularity into the finite element method. By using this type of element, post-buckling fracture information at crack tips or crack fronts in 3-dimensional structures can be properly traced with a high degree of precision In the first part of this study, basics of continuum mechanics, strain and stress definitions, and equilibrium equations are derived. Formulation of the finite element equations based on continuum mechanics was obtained. The subspace iteration method, as an eigen-solution technique, with effective sparse matrix storage format, was implemented into the FRAC3D finite element analysis software. Thin plates with cracks or cutouts under tensile loads exhibit local buckling. Although, this problem has been known for decades, it presents very difficult mathematical challenges even in cases with geometric simplicity. For example applications, buckling analysis of cracked thin plates with inclined and straight central cracks under tensile loads were analyzed. Parametric studies were carried out to examine the effects of geometric and material properties on the critical buckling loads. In the second part of this study, post-buckling analysis procedures are discussed and a perturbation method is applied to obtain postbuckling solutions for cracked structures. It was observed that post-buckling fracture behavior is fundamentally different than linear fracture analysis, in which buckling and large deformations are not considered. It can be concluded that fracture analysis of structures with cracks that exhibit localized buckling under tensile, thermal or other loading conditions, should be analyzed correctly by using coupled fracture/buckling and post-buckling analysis.

Benzer Tezler

  1. Çelik plakalı perde duvar sistemleri

    Steel plate shear walls

    HALİL FURKAN TAŞTAN

    Yüksek Lisans

    Türkçe

    Türkçe

    2020

    İnşaat Mühendisliğiİstanbul Teknik Üniversitesi

    İnşaat Mühendisliği Ana Bilim Dalı

    DR. ÖĞR. ÜYESİ ÖMER TUĞRUL TURAN

    DOÇ. DR. BARLAS ÖZDEN ÇAĞLAYAN

  2. Buckling, postbuckling and progressive failure analyses of composite laminated plates under compressive loading

    Basma yüklemesi altındaki tabakalı kompozit plakaların burkulma, burkulma sonrası ve ileryen kırılma analizleri

    ÖMER NAMDAR

    Yüksek Lisans

    İngilizce

    İngilizce

    2012

    Makine MühendisliğiOrta Doğu Teknik Üniversitesi

    Makine Mühendisliği Ana Bilim Dalı

    PROF. DR. HALUK DARENDELİLER

  3. Postbuckling analysis of steel plate with embedded stiffener by Abaqus program

    Gömülü takviyeli çelik levhaların Abaqus progtamı ile burkulma sonrası analizi

    SHAYMAA JABBAR MAJHOOL

    Yüksek Lisans

    İngilizce

    İngilizce

    2024

    Mühendislik BilimleriVan Yüzüncü Yıl Üniversitesi

    İnşaat Mühendisliği Ana Bilim Dalı

    DOÇ. DR. MURAT MUVAFIK

  4. Tek bindirme yapıştırıcı bağlantılarının burkulma ve ileri burkulma analizi

    Buckling and post buckling analysis of adhesively bonded single lap joints

    AHMET SAYGI

    Yüksek Lisans

    Türkçe

    Türkçe

    2019

    Makine MühendisliğiErciyes Üniversitesi

    Makine Mühendisliği Ana Bilim Dalı

    PROF. DR. MUSTAFA KEMAL APALAK

  5. Takviyeli panel yapıların burkulma ve burkulma sonrası davranışının yapay sinir ağları ile optimizasyonu

    Optimization of buckling and post-buckling behavior of reinforced panel structures using artificial neural networks

    ERTUĞRUL ÇAKIR

    Yüksek Lisans

    Türkçe

    Türkçe

    2024

    Uçak Mühendisliğiİstanbul Teknik Üniversitesi

    Uçak ve Uzay Mühendisliği Ana Bilim Dalı

    PROF. DR. ZAHİT MECİTOĞLU