Fonksiyonel derecelenmiş gözenekli sandviç kabuk problemlerinin statik ve dinamik analizi
Static and dynamic analysis of functionally graded porous sandwich shell problems
- Tez No: 961162
- Danışmanlar: DOÇ. DR. YURDAKUL AYGÖRMEZ, DR. ÖĞR. ÜYESİ AHMAD RESHAD NOORI
- Tez Türü: Yüksek Lisans
- Konular: İnşaat Mühendisliği, Civil Engineering
- Anahtar Kelimeler: Belirtilmemiş.
- Yıl: 2025
- Dil: Türkçe
- Üniversite: Yıldız Teknik Üniversitesi
- Enstitü: Fen Bilimleri Enstitüsü
- Ana Bilim Dalı: İnşaat Mühendisliği Ana Bilim Dalı
- Bilim Dalı: Mekanik Bilim Dalı
- Sayfa Sayısı: 88
Özet
Fonksiyonel derecelenmiş gözenekli (FDG) sandviç kabuk yapı elemanları, hafiflik ve yüksek mekanik dayanım gereksinimlerini aynı anda karşılayabildikleri için modern mühendislik uygulamalarında giderek daha fazla önem kazanmaktadır. Bu tez çalışmasında, FDG malzemeli kubbe ve silindirik kabuk modellerinin statik, serbest ve zorlanmış titreşim davranışları farklı sınır koşulları için kapsamlı biçimde incelenmiştir. Malzeme özelliklerinin kabuk kalınlığı boyunca sürekli olarak değiştiği kabul edilerek malzeme değişim fonksiyonlarının ve gözeneklilik katsayılarının ele alınan kabukların statik ve dinamik davranışları üzerindeki etkileri ayrıntılı olarak değerlendirilmiştir. Analizler, birinci mertebe kayma deformasyon teorisine dayalı kabullerle ANSYS ortamında Sonlu Elemanlar Yöntemi (SEY) ile gerçekleştirilmiştir. Her iki kabuk geometrisi için de ayrıntılı ağ hassasiyeti çalışması yürütülerek optimum eleman ağ yoğunluğu belirlenmiş, bu sayede yüksek doğrulukla birlikte hesaplama verimliliği sağlanmıştır. Elde edilen sayısal sonuçlar literatürdeki analitik-yarı analitik çözümlerle karşılaştırılmış ve yöntem güvenilirliği doğrulanmıştır. Çalışma bulguları, gözenek dağılımı ve malzeme fonksiyonunun yer değiştirme, doğal frekansları ve gerilme alanlarını önemli ölçüde değiştirdiğini, ayrıca uygun ağ seçiminin özellikle kubbe kabuklarda yerel gerilme yığılmalarını yakalamada belirleyici olduğunu ortaya koymaktadır. Bu kapsamlı parametre incelemesi, havacılık, uzay, enerji ve biyomedikal gibi alanlarda kullanılan hafif, yüksek performanslı kabuk yapıların optimum tasarımı için yol gösterici veriler sunmakta; aynı zamanda FDG sandviç kabukların gelişmiş sayısal modellemeye dayalı tasarım ve analizine yönelik literatürdeki boşluğu doldurmaktadır.
Özet (Çeviri)
Functionally graded porous (FGP) sandwich shell structures have gained increasing importance in modern engineering applications due to their ability to simultaneously meet the demands for lightweight design and high mechanical strength. In this thesis, the static bending, buckling, free and forced vibration behaviors of dome and cylindrical shell models composed of FGP materials are comprehensively investigated under various boundary conditions. The continuous variation of material properties through the thickness and the effect of core porosity on the stiffness-to-weight ratio, natural frequency spectrum, and buckling capacity of the shells are analyzed in detail. The governing equations based on the first-order shear deformation theory are derived and solved using the Finite Element Method (FEM) within the ANSYS environment. For both shell geometries, a detailed mesh sensitivity study is conducted to determine the optimal element type and mesh density, ensuring high accuracy along with computational efficiency. The numerical results obtained are compared with analytical and semi-analytical solutions available in the literature to validate the reliability of the proposed method. The findings demonstrate that porosity distribution and material gradation significantly affect the critical buckling loads, modal frequencies, and stress fields, while appropriate mesh selection is particularly crucial for capturing local stress concentrations in dome shells. This comprehensive parametric study provides valuable insights for the optimal design of lightweight, high-performance shell structures used in fields such as aerospace, energy, and biomedical engineering, and helps bridge the existing gap in the literature regarding advanced numerical modeling of FGP sandwich shells.
Benzer Tezler
- Fonksiyonel derecelenmiş elastoplastik kirişlerin burulma altında büyük deformasyon analizi
Large deformation analysis of functionally graded elastoplastic beams under torsion
MURAT KARACA
Doktora
Türkçe
2024
İnşaat MühendisliğiGazi Üniversitesiİnşaat Mühendisliği Ana Bilim Dalı
DOÇ. DR. BAHADIR ALYAVUZ
- Three dimensional fracture analysis of FGM coatings
Fonksiyonel derecelenmiş kaplamaların üç boyutlu kırılma analizi
ÖZGÜR İNAN
Yüksek Lisans
İngilizce
2004
Makine MühendisliğiOrta Doğu Teknik ÜniversitesiMakine Mühendisliği Ana Bilim Dalı
YRD. DOÇ. DR. SERKAN DAĞ
- Fonksiyonel derecelenmiş dönen basınçlı kapların elastik analizi
Elastic analysis of functionally graded rotating pressure vessels
AYBEGÜM ÇALIŞKAN
Yüksek Lisans
Türkçe
2021
MatematikOsmaniye Korkut Ata ÜniversitesiMatematik Ana Bilim Dalı
DR. ÖĞR. ÜYESİ DURMUŞ YARIMPABUÇ
- Fonksiyonel derecelenmiş malzeme ve değişken kesitli silindirik ve silindirik olmayan viskoelastik helisel çubukların dinamik analizi
Dynamic analysis of cylindrical and non-cylindrical viscoelastic helical rods with functionally graded material and variable cross-section
YAVUZ ÇETİN CUMA
Doktora
Türkçe
2022
İnşaat MühendisliğiAdana Alparslan Türkeş Bilim Ve Teknoloji Üniversitesiİnşaat Mühendisliği Ana Bilim Dalı
PROF. DR. FARUK FIRAT ÇALIM
- Elastik zemine oturan fonksiyonel derecelenmiş plakların serbest titreşim analizi
Free vibraton analysis of functionally graded plates resting on elastic foundation
İREM DALDABAN
Yüksek Lisans
Türkçe
2024
İnşaat MühendisliğiAdana Alparslan Türkeş Bilim Ve Teknoloji Üniversitesiİnşaat Mühendisliği Ana Bilim Dalı
PROF. DR. FARUK FIRAT ÇALIM