Free vibration analysis of anisotropic laminated composite shells of revolution
Anizotropik katmanlı kompozit eksenel simetrik kabukların serbest titreşim analizi
- Tez No: 167170
- Danışmanlar: DOÇ.DR. ALTAN KAYRAN
- Tez Türü: Yüksek Lisans
- Konular: Hava ve Uzay Hekimliği, Air and Space Medicine
- Anahtar Kelimeler: Serbest titreşim, kompozit kabuklar, anizotropi, eksenel simetrik kabuklar, sonlu üstel Fourier dönüşümü, frekans deneme metodu Vll, free vibrations, composite shells, anisotropy, shells of revolution, finite exponential Fourier transform, frequency trial method v
- Yıl: 2005
- Dil: İngilizce
- Üniversite: Orta Doğu Teknik Üniversitesi
- Enstitü: Fen Bilimleri Enstitüsü
- Ana Bilim Dalı: Havacılık ve Uzay Mühendisliği Ana Bilim Dalı
- Bilim Dalı: Belirtilmemiş.
- Sayfa Sayısı: Belirtilmemiş.
Özet
ÖZ ANİZOTROPİK KATMANLI KOMPOZIT EKSENEL SİMETRİK KABUKLARIN SERBEST TİTREŞİM ANALİZİ Yavuzbalkan, Erdem Yüksek Lisans, Havacılık ve Uzay Mühendisliği Bölümü Tez Yöneticisi: Doç. Dr. Altan Kayran Ağustos 2005, 288 sayfa Bu tezde, Makroskopik Anizotropik Katmanlı Kompozit Eksenel Simetrik Kabukların (MAKKESK) serbest titreşim analizleri çalışılmıştır. Ana denklemler kinematik, konstitütif ve hareket denklemleridir. Kinematik denklemler Reissner-Naghdi kabuk teorisinin geometrik lineer genleme- yer değiştirme denklemlerinin enine kesme ve dönel atalet etkilerim de barındıran birinci derece kayma - deformasyon teorisi ile birlikte kullanılmasından oluşmaktadır. Konstitütif denklemlerde MAKKESK'nin tek katman için içsel gerilmelerin yerine statik eşdeğer yük ve moment sonuçlan kullanılmıştır. Hareket denklemleri ise serbest titreşim problemi için Hamilton prensibi kullanılarak elde edilmiştir. MAKKESK'nin serbest titreşim analizi için türetilen ana denklemler temel değerlerle formüle edilmiş kısmi diferansiyel denklem sistemine dönüştürülmüştür. Sonra bu denklemleri İM noktalı sınır değer problemi olacak şekilde sonlu Üstel Fourier Dönüşüm Metodu (ÜFDM) uygulanarak birinci dereceden adi diferansiyel denklemlere dönüştürülmüştür. Gösterilmiştir ki ÜFDM'nin uygulanması, tam anizotropik şekildeki konstitütif denklemlerinin klasik Fourier Ayrıştırma metodu kullanılarak olanaksız görülen çözümünü olası kılmıştır. Sınır değer problemi öncelikle bir grup başlangıç değer problemine dönüştürülmüştür. Bunun ardından verilen doğal frekans aralığındaki kritik modlar frekans deneme metodu ile bütünleşik çok parçalı sayısal integrasyon kullanılarak bulunmuştur. MAKKESK'nin doğal frekans ve mod şekillerinin çözümü için VIDALSOR isimli bir bilgisayar kodu yazılmıştır. DALSOR her türlü sınır koşullan ve kabuğun ekseni boyunca elastik ve geometrik özellik değişimleri için uygulanabilir. Sayısal sonuçlar sunulmuş ve çözüm metodu ve modal karakteristikler, daha çok doğal frekanslar, üzerindeki makroskopik anizotropi etkisi tartışılmıştır. Silindirik kabuklar üzerinde, ana olarak, fiber oryantasyon açısı, istif sırası, kabuğun her iki ucundaki keyfi sınır koşullan, modal karakteristeki kalınlık yarıçap oranının etkisini inceleyen bir çok durum çalışması gerçekleştirilmiştir. Çözüm metodunun kesik kompozit küresel kabuk üzerine uygulanması da aynca gösterilmiştir.
Özet (Çeviri)
ABSTRACT FREE VIBRATION ANALYSIS OF ANISOTROPIC LAMINATED COMPOSITE SHELLS OF REVOLUTION Yavuzbalkan, Erdem M.S., Department of Aerospace Engineering Supervisor: Assoc. Prof. Dr. Altan Kayran August 2005, 288 pages In this thesis, the free vibration analysis of anisotropic laminated composite shells of revolution (ALCSOR) is studied. The governing equations are kinematic, constitutive, and motion equations. Geometrically linear strain-displacement equations of Reissner-Naghdi shell theory in combination with first-order shear deformation theory in which transverse shear and rotatory inertia effects are taken into consideration. The constitutive relations are for macrosopically ALCSOR in which statically equivalent force and moment resultants, instead of internal stresses for a single layer, are introduced. Equations of motion for the free vibration problem are obtained by the Hamilton's principle. The derived governing equations for the free vibration analysis of ALCSOR are initially formulated into a system of partial differential equations in terms of fundamental variables. Then, those partial differential equations are reduced to a system of first order ordinary differential equations by applying finite exponential Fourier Transform method resulting in a two point boundary value problem. It has been demonstrated that the application of the finite exponential Fourier transform made it possible to solve the governing equations, comprising the full anisotropic form of the constitutive equations, which was otherwise impossible to solve with the classical Fourier decomposition method. First, the boundary value problem formulated is reduced to a series of initial value problems, then the multisegment numerical integration is used in combination with the frequency trial method in order to find the critical modes within a given range of natural frequencies. ivA computer code DALSOR is written for the solution of the natural frequencies and mode shapes of mascroscopically ALCSOR. DALSOR is applicable to any general boundary condition at both ends of the shell, and allows for variation of all elastic and geometric properties in the meridional direction. Numerical results are presented, and mainly discussions on the method of solution and the effect of macroscopic anisotropy on modal characteristics, mainly natural frequencies, are made. Various case studies are performed primarily on cylindrical shells in order to investigate the effects of mainly fiber orientation angle, stacking sequence, arbitrary boundary conditions at the edges of the shell, thickness-to-radius ratio on the modal characteristics, mainly natural frequencies. Application of the method of solution has also been demonstrated for a truncated composite spherical shell.
Benzer Tezler
- Katmanlı kompozit dikdörtgen plakların burkulma ve titreşim analizi
Buckling and vibration analysis of laminated composite rectangular plates
METİN AYDOĞDU
Doktora
Türkçe
2003
Makine MühendisliğiTrakya ÜniversitesiMakine Mühendisliği Ana Bilim Dalı
YRD. DOÇ. DR. TANER TIMARCI
- Homojen olmayan ortotrop kompozit malzemelerden oluşan dikdörtgen plakların enine kayma deformasyonunu içeren titreşim analizi
Vibration analysis of the rectangular plates made of non-homogeneous orthotropic composite materials including transverse shear deformation
İFFET FEYZA ÇIRAK
Yüksek Lisans
Türkçe
2004
İnşaat MühendisliğiSüleyman Demirel Üniversitesiİnşaat Mühendisliği Ana Bilim Dalı
DOÇ.DR. ABDULLAH SOFİYEV
- Küçük titreşim ölçümleri ve dolgu duvarlarının mekanik modele yansıtılması
Başlık çevirisi yok
UMUT DEVRİM ERSİN
Yüksek Lisans
Türkçe
1997
İnşaat Mühendisliğiİstanbul Teknik Üniversitesiİnşaat Mühendisliği Ana Bilim Dalı
PROF. DR. H. FARUK KARADOĞAN
- Diferansiyel quadrature metodlarının plakaların serbest titreşinime uygulanması
The application of differential quadrature methods to free vibration of plates
AHMET ÇETKİN
Doktora
Türkçe
2005
Makine MühendisliğiEskişehir Osmangazi ÜniversitesiMakine Mühendisliği Ana Bilim Dalı
YRD. DOÇ. DR. SEZAN ORAK