Nonlinear dynamic behaviour of joined lightweight structures
Eklemli hafif yapıların doğrusal olmayan dinamik davranışı
- Tez No: 920595
- Danışmanlar: PROF. DR. HANS-GÜNTHER REİMERDES
- Tez Türü: Doktora
- Konular: Havacılık ve Uzay Mühendisliği, Aeronautical Engineering
- Anahtar Kelimeler: Belirtilmemiş.
- Yıl: 2011
- Dil: İngilizce
- Üniversite: Rheinisch-Westfälische Technische Hochschule Aachen
- Enstitü: Yurtdışı Enstitü
- Ana Bilim Dalı: Havacılık ve Uzay Mühendisliği Ana Bilim Dalı
- Bilim Dalı: Havacılık Yönetimi Bilim Dalı
- Sayfa Sayısı: 190
Özet
Bu çalışma, kirişlerin ve plakaların dinamik yükler altındaki doğrusal ve doğrusal olmayan davranışlarını incelemeye odaklanmaktadır. Ayrıca, sürtünmeli eklem ile birleşik yapı arasındaki etkileşimi daha iyi anlamayı amaçlamaktadır. Bu doğrultuda, literatürdeki boşluğu doldurmak için eklem için yeni bir model önerilmiştir. Model, düşük hesaplama maliyeti ile gerçek fiziğin kabul edilebilir tahmin yeteneği arasında bir denge sağlamak amacıyla ayarlanmıştır; ayrıca, taşınabilirlik ve entegrasyon özellikleri kazandırılarak kolayca uygulanabilir hale getirilmiştir. Modelin uygulanabilirliği dinamik analizler ile gösterilmiştir. Özellikle, tam zaman serisi analizi iki kez gerçekleştirilmiş; biri bir kiriş için, diğeri ise bir plaka için uygulanmıştır. Her iki durumda da, yapışma-kayma (stick-slip) mekanizmasının, esnek bir destek üzerindeki kiriş veya plaka modelinin geometrik doğrusal olmayan davranışı ile etkileşime girmesine izin verilmiştir. Ayrıca, modelin doğrulanması amacıyla, plaka modelinden elde edilen sonuçlar literatürdeki çalışmalar, deneyler ve bazı uygulanabilir analitik çözümler ile karşılaştırılmıştır. Sonuçların elde edilmesi için çeşitli hesaplama yazılımları kullanılmış ve MATLAB ile geliştirilen bazı özel programlarla paralel olarak çalışılmıştır. Bunun yanı sıra, uzaysal durum değişkenlerinin ayrıklaştırılması için sonlu elemanlar yöntemi ve sonlu farklar yöntemi, zaman değişkenleri için ise doğrudan zaman entegrasyonu yöntemi gibi çeşitli çözüm yaklaşımları benimsenmiştir. Eklem parametrelerinin birleşik yapılar üzerindeki etkisini değerlendirmek amacıyla, eklemdeki yapışma-kayma nedeniyle oluşan sönümleme, harcanan enerji hesaplanarak tahmin edilmiştir. Elde edilen nihai sonuçlar, önerilen yoğunlaştırılmış (lumped) modelin yapışma-kayma fenomeni ile eklem ve birleşik bileşenlerin geometrik doğrusal olmayan davranışı arasındaki etkileşimi gerçekçi bir şekilde yakalayabildiğini göstermektedir. Açıkça görüldüğü üzere, model eklemdeki yapışma-kayma nedeniyle oluşan sönümlemeyi de dikkate alabilmektedir. Bu da eklem parametrelerinin, sönümleme ve stabilite koşullarına dayalı olarak optimize edilmesine olanak tanımaktadır. Sonuç olarak, eklemin sistem sönümlemesinde oynadığı hayati rolün yanı sıra, birleşik yapının genel davranışına da katkıda bulunduğu görülmüştür. Daha spesifik olarak, eklem, tam ankastre sınır koşulları ile karşılaştırıldığında, içsel düzlem içi kuvvetlerin yüksek genlikli zirvelerini bastırmaktadır.
Özet (Çeviri)
This study is primarily focused on investigating the linear and nonlinear behaviour of beams and plates under dynamic loads. Additionally, it aims to provide a thorough understanding of the interaction between the frictional joint and the joined part. To this end, a new model for the joint has been suggested. It is intended to bridge the gap as shown by the literature review. Further, the model is adjusted to mediate a trade-off between low computation cost and acceptable prediction capability of true physics; portability and integrability features are attributed so they can be implemented easily. Practicability of the model is demonstrated by dynamic analysis. In particular, full time series analysis was carried out twice, one time for a beam and one time for a plate. In both cases, the stick-slip mechanism is allowed to interact with the geometrical nonlinearity of the beam or the plate model on a flexible support. Furthermore, for validation purposes, results from the plate model were compared to results from literature, experiments and some applicable analytical solutions. In order to make the results available, various computation software packages have been used parallel with some in-house programs coded by MATLAB. Furthermore, a variety of solution methodologies have been adopted such as finite element, finite difference for spatial state variables discretization and a direct time integration scheme for time domain variables. In order to evaluate the joint parameter impact on the builtup structures, the damping due to stick-slip at the joint is estimated by evaluating the dissipated energy. The final results show that the suggested lumped model is able to capture some realistic phenomena such as stick-slip and the interaction between the joint and the geometrical nonlinearity of the joined components. Obviously, the model is able to accommodate the damping due to the stick-slip at the joints. Hence, this allows for the optimizing process for joint parameters based on damping and stability conditions. In conclusion, in addition to the well-known vital role of the joint as a major participant in the system damping, the results also show the contribution of the joint to the overall behaviour. More precisely, the joint suppresses the high peaks of the internal, in-plane forces compared with case of fully clamped boundary conditions.
Benzer Tezler
- Çekirdeği gözenekli kiriş yapılarının difere419026nsiyel dönüşüm metodu kullanılarak serbest titreşim analizi
Free vibration analysis of foam core beam structures via differential transform method
AHMET GÖKAY ÖZTÜRK
Yüksek Lisans
Türkçe
2015
Uçak Mühendisliğiİstanbul Teknik ÜniversitesiUçak ve Uzay Mühendisliği Ana Bilim Dalı
PROF. DR. İBRAHİM ÖZKOL
- Modelling, analysis and experimental validation of vibration of electric motors
Elektrik motorlarının titreşimlerinin modellenmesi, analizi ve deneysel olarak doğrulanması
DENİZ BİLGİLİ
Yüksek Lisans
İngilizce
2018
Makine Mühendisliğiİstanbul Teknik ÜniversitesiMakine Mühendisliği Ana Bilim Dalı
PROF. DR. KENAN YÜCE ŞANLITÜRK
- Kompozit yüksek bir yapının deprem performansının zaman tanım alanında doğrusal olmayan yöntem kullanılarak belirlenmesi
Seismic evaluation of a composite high-rise building based on nonlinear dynamic time history analysis
GÖKHAN ŞENOĞLU
Yüksek Lisans
Türkçe
2016
İnşaat Mühendisliğiİstanbul Teknik Üniversitesiİnşaat Mühendisliği Ana Bilim Dalı
YRD. DOÇ. DR. BARLAS ÖZDEN ÇAĞLAYAN
- Moment aktaran I-Enkesitli kiriş – zayıf eksen H-Enkesitli kolon birleşimlerinin tekrarlı yükler altında doğrusal olmayan davranışı
Nonlinear behavior of moment-resisting I-Beam – to – weak axis H-Column connections subjected to cyclic loading
KUTAY KUTSAL
Doktora
Türkçe
2025
İnşaat Mühendisliğiİstanbul Teknik Üniversitesiİnşaat Mühendisliği Ana Bilim Dalı
DOÇ. DR. CÜNEYT VATANSEVER