An approximate geometric nonlinear formulation for flat shell elements
Düz kabuk elemanları için yaklaşık geometrik doğrusal olmayan formülasyon
- Tez No: 994044
- Danışmanlar: PROF. DR. ÖZGÜR KURÇ
- Tez Türü: Yüksek Lisans
- Konular: İnşaat Mühendisliği, Mühendislik Bilimleri, Civil Engineering, Engineering Sciences
- Anahtar Kelimeler: Belirtilmemiş.
- Yıl: 2025
- Dil: İngilizce
- Üniversite: Orta Doğu Teknik Üniversitesi
- Enstitü: Fen Bilimleri Enstitüsü
- Ana Bilim Dalı: İnşaat Mühendisliği Ana Bilim Dalı
- Bilim Dalı: Belirtilmemiş.
- Sayfa Sayısı: Belirtilmemiş.
Özet
Modern mühendislikte yaygın olarak kullanılan narin yapılar, büyük yer değiştirmeler ve dönmeler gibi geometrik doğrusal olmayan etkiler karşısında yüksek hassasiyet gösterir. Bu etkiler doğrusal analizle doğru bir şekilde yakalanamaz. Düz kabuk elemanlarını kullanan yaklaşık geometrik doğrusal olmayan yöntemler, doğruluk ve hesaplama verimliliği arasında pratik bir denge sağlamaktadır. Ancak, farklı düz kabuk eleman tiplerini kullanan yaklaşık yöntemlerin performansını ve sınırlamalarını değerlendirmek, araştırma açısından kritik bir konudur. Bu çalışmada, membran davranışı için uyumsuz modlara sahip ve düzlemine dik dönme serbestliklerine sahip dörtgen membran eleman formülasyonları, plak davranışı için ise DKQ ve PQI plak eleman formülasyonları kullanılarak dört farklı düz kabuk modeli oluşturulmuştur. Geometrik doğrusal olmayan analiz için yaklaşık yöntemin doğruluk ve hesaplama verimliliği, güncellenmiş Lagrange çerçevesinde geometrik doğrusal olarak formüle edilen bu dört düz kabuk eleman tipi kullanılarak değerlendirilmiştir. Bu amaçla, Newton- Raphson iterasyonu kullanan tamamen yeni bir sonlu eleman kodu MATLAB ortamında geliştirilmiştir. Analiz sonuçları, literatürdeki referans problemler ve analitik çözümü olan örnek problemlerle karşılaştırılmıştır. Yaklaşık yöntemin, küçük gerinim varsayımının geçerli olduğu ve dönmelerin 90 dereceden küçük kaldığı bifürkasyon ve limit nokta burkulma analiz adımlarında, ayrıca geometrik olarak doğrusal olmayan karşılaştırma problemlerinin analizinde güvenilir sonuçlar verdiği ve aynı zamanda hesaplama açısından verimli kaldığı gözlemlenmiştir. Bu yaklaşık yöntem, bahsi geçen kinematik sınırlamalar altında geometrik doğrusal olmayan analizler için etkili bir alternatif yaklaşım olarak kullanılabilir.
Özet (Çeviri)
Slender structures widely used in modern engineering exhibit high sensitivity to geometric nonlinear effects, such as large displacements and rotations, which linear analysis cannot capture accurately. Approximate geometrically nonlinear methods provide a practical balance between accuracy and computational efficiency. However, assessing the performance and limitations of approximate methods using different flat shell element types remains a critical topic for research. In this study, four different flat shell elements were constructed using the membrane element with incompatible modes and the quadrilateral membrane element with drilling degrees of freedom for the membrane behavior and the DKQ and PQI plate element formulations for the plate behavior. The accuracy and computational efficiency of the approximate method for geometrically nonlinear analysis were assessed using these four flat shell element types formulated as geometrically linear within the updated Lagrangian framework. To this end, a completely new finite element code was developed in MATLAB employing the full Newton-Raphson iteration. The analysis results were compared with benchmark problems available in the literature and with example problems possessing analytical solutions. It was observed that the approximate method provides reliable results at analysis steps where the small-strain assumption holds and the rotations remain below 90 degrees in bifurcation and limit- point buckling analyses, as well as in the analysis of geometrically nonlinear benchmark problems, while remaining computationally efficient. This approximate method can serve as an effective alternative approach for geometrically nonlinear analyses under these kinematic limitations.
Benzer Tezler
- Katmanlı kompozit panellerin anlık basınç yüküne dinamik cevabı
Dynamic response of laminated composite panels subjected to blast loading
HALİT S. TÜRKMEN
Doktora
Türkçe
1997
Uçak Mühendisliğiİstanbul Teknik ÜniversitesiUçak Mühendisliği Ana Bilim Dalı
PROF. DR. ZAHİT MECİTOĞLU
- Uçakların girdap kafes yöntemiyle aerodinamik analizi
Aerodynamic analysis of aircrafts by vortex lattice method
EMRE ŞAHİN
Yüksek Lisans
Türkçe
2013
Uçak Mühendisliğiİstanbul Teknik ÜniversitesiUçak ve Uzay Mühendisliği Ana Bilim Dalı
PROF. DR. MAHMUT ADİL YÜKSELEN
- Üç fazlı sincap kafesli asenkron motorun ansys ve flux2d hazır paket programları ile performansının incelenmesi
Başlık çevirisi yok
HARUN AÇIKGÖZ
Yüksek Lisans
Türkçe
1998
Elektrik ve Elektronik Mühendisliğiİstanbul Teknik ÜniversitesiElektrik Bilim Dalı
PROF. DR. NURDAN GÜZELBEYOĞLU
- Sınır tabaka denklemlerinin sayısal çözümlemesi
Numerical solution of boundary layer equations
RECEP ATEŞ