Değişken parametrelere sahip delikli katmanlı kompozit plakaların kritik burkulma yüklerinin sonlu elemanlar yöntemiyle parametrik tasarımı ve yapay sinir ağları ile modellenmesi
Parametric design of critical buckling loads of perforated layered composite plates with variable parameters using the finite element method and modelling with artifical neural networks
- Tez No: 846837
- Danışmanlar: PROF. DR. MURAT TOLGA ÖZKAN
- Tez Türü: Yüksek Lisans
- Konular: Makine Mühendisliği, Mechanical Engineering
- Anahtar Kelimeler: Belirtilmemiş.
- Yıl: 2023
- Dil: Türkçe
- Üniversite: Gazi Üniversitesi
- Enstitü: Fen Bilimleri Enstitüsü
- Ana Bilim Dalı: Endüstriyel Tasarım Mühendisliği Ana Bilim Dalı
- Bilim Dalı: Belirtilmemiş.
- Sayfa Sayısı: 144
Özet
Kompozit plakalar, genellikle özel uygulamalar için belirli mukavemet ve dayanıklılık gereksinimlerini karşılamak üzere tasarlandıklarından, bazı durumlarda içi delikli bir yapıda üretilirler. Kompozit plakaların delikli bir yapıya sahip olmaları, ağırlık azaltma, estetik ve işlevsellik, maliyet tasarrufu, özelleştirilmiş tasarım, yapısal performans gibi bazı nedenler için tercih edilir. Bu tasarımların dezavantajları da vardır. Bu nedenle dikkatle planlamalı ve mühendislik yöntemleri ile yönetilmelidir. Bu çalışma, mühendislik açısından önemli olan bu problemi ele alarak kompozit malzemelerin burkulma davranışını parametrik olarak araştırmaktadır. Araştırmada, İçerisinde delik bulunan 4 katmanlı bir kompozit plakada oluşan kritik burkulma davranışının parametrik tasarımını sonlu elemanlar yöntemi(SEY) ile ANSYS sonlu elemanlar yazılımının ACP(Pre) modülünde ve MATLAB yazılımında yapay sinir ağları kullanarak modellenmiş ve incelenmiştir. Plaka boyutları, delik çapı y koordinat düzlemine göre (Rb), x koordinat düzlemine göre (Ra), delik konumu koordinat düzlemine göre (x1) ve (y1), delik açısı x koordinat düzlemine göre (θ), plaka boyu (L), plaka genişliği (W), plaka kalınlığı (t) biçiminde boyutlandırılmıştır. Plakanın oluşturduğu her bir katman için [0/30/0/-30], [0/45/0/-45], [0/60/0/-60] ve [0/90/0/-90] yönelim açıları dikkate alınmıştır. Bu boyutsal değerler için (W/L), (Ra/Rb), (x1/L) ve (y1/W) oranları kullanılarak içerisinde 5 farklı konumda dairesel ve elips delik oluşacak şekilde dikdörtgen plaka için parametrik deney seti oluşturulmuştur. Bu deney setleri ile ANSYS yazılımında parametrik model oluşturulmuştur. Delikli kompozit plakaların burkulma davranışı, çeşitli tasarım parametreleri ile ilişkilendirilmiş ve yapay sinir ağları kullanılarak bu ilişkilerin sayısal modeli geliştirilmiştir. Elde edilen model, delikli kompozit plakaların burkulma davranışını tahmin etmek için kullanılabilecek önemli bir araç olarak sunulmuştur. Bu çalışma, kompozit malzemelerin mühendislik uygulamalarında tasarım ve analiz süreçlerine önemli ölçüde katkı sağlayabilir.
Özet (Çeviri)
Composite panels are often designed with a openings structure to meet specific strength and durability requirements for special applications. The perforated structure of composite panels is preferred in some cases for reasons such as weight reduction, aesthetics, functionality, cost savings, customized design, and structural performance. However, these designs also have disadvantages and must be carefully planned and managed using engineering methods. This study addresses this significant engineering problem by parametrically investigating the buckling behavior of composite materials. In the research, the buckling behavior for the flange condition of a 4-layer composite panel with openings is parametrically designed using the Finite Element Method (FEM) in the ANSYS finite element software's ACP (Pre) module and MATLAB software, incorporating artificial neural networks. The plate dimensions are sized as plate length (L), plate width (W), plate thickness (t), opening diameter relative to the y-coordinate plane (Rb), opening diameter relative to the x-coordinate plane (Ra), opening position relative to the coordinate plane (x1) and (y1), and opening angle relative to the x-coordinate plane (θ). Orientation angles of [0/30/0/-30], [0/45/0/-45], [0/60/0/-60], and [0/90/0/-90] are considered for each layer of the plate. For these dimensional values, a parametric experimental set is created for a rectangular plate with circular and elliptical openings at five different positions using the ratios (W/L), (Ra/Rb), (x1/L), and (y1/W). Parametric models are then created using the ANSYS software with this experimental set. The buckling behavior of openings composite panels is associated with various design parameters, and a numerical model of these relationships is developed using artificial neural networks. The resulting model is presented as a valuable tool that can be used to predict the buckling behavior of openings. composite panels. This study can significantly contribute to the design and analysis processes in engineering applications of composite materials.
Benzer Tezler
- Kiriş yapılarındaki hafifletme deliği etrafındaki güçlendirmenin, birleşik yükler altında kritik burkulma gerilmesi üzerindeki etkisi
Effect of hole reinforcement on buckling behaviour under combined loads for a beam structure
ARİF EMRE ÖRÜN
Yüksek Lisans
Türkçe
2017
Havacılık MühendisliğiTOBB Ekonomi ve Teknoloji ÜniversitesiMakine Mühendisliği Ana Bilim Dalı
PROF. DR. MEHMET ALİ GÜLER
- Türbin diskinin doğrusal olmayan gerilme gradyanı etkisi altındaolasılıksal çatlak ilerleme ömrü kestirimi
Probabilistic crack propagation of a turbine disc under the effectof nonlinear stress gradient
ÖZGE TÜMERGİN
Yüksek Lisans
Türkçe
2024
Makine Mühendisliğiİstanbul Teknik ÜniversitesiMakine Mühendisliği Ana Bilim Dalı
PROF. DR. ATA MUĞAN
- Üzerinde oval delikler bulunan sac levhaların V bükme işlemindeki geri yaylanma davranışının incelenmesi
Comparative analysis of spring back behaviour in V-bending sheet plates with oval holes
MÜGE ACAR
Yüksek Lisans
Türkçe
2020
Makine MühendisliğiBaşkent ÜniversitesiMakine Mühendisliği Ana Bilim Dalı
PROF. DR. BEDRİ TUÇ
- Kayıcı pabuçların performansına yüzey doku geometrisi etkilerinin araştırılması
Investigation of the effects of surface texture geometry on slipper performance
ÖZKAN ÖZMEN
Doktora
Türkçe
2019
Endüstri Ürünleri TasarımıErciyes ÜniversitesiEndüstriyel Tasarım Mühendisliği Ana Bilim Dalı
PROF. DR. CEM SİNANOĞLU
- Design and experimental investigation of a wind tunnel gust generator
Rüzgar tüneli sağanak akış üreteci tasarımı ve deneysel incelemesi
İMGE YIĞILI
Yüksek Lisans
İngilizce
2022
Havacılık ve Uzay MühendisliğiOrta Doğu Teknik ÜniversitesiHavacılık ve Uzay Mühendisliği Ana Bilim Dalı
DR. ÖĞR. ÜYESİ MUSTAFA PERÇİN