Determination of stress intensity factors in cracked panels reinforced with riveted stiffeners
Güçlendirilmiş perçinli plakalarda gerilim şiddet katsayısının hesaplanması
- Tez No: 305014
- Danışmanlar: PROF. DR. ALTAN KAYRAN, PROF. DR. RIZA GÜRBÜZ
- Tez Türü: Yüksek Lisans
- Konular: Havacılık ve Uzay Mühendisliği, Aeronautical Engineering
- Anahtar Kelimeler: Belirtilmemiş.
- Yıl: 2012
- 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
This thesis presents a study about the determination of the stress intensity factors in cracked sheets with riveted stiffeners. Stress intensity factors are determined with both analytical method and finite element method for different combination of rivet/stringer spacing and stringer to sheet stiffness ratio. Analytical part of the thesis is a replication of the original study of Poe which assumes rigid rivet connections with no stringer offset. In the analytical part, the whole systems of equations of Poe are re-derived, and it is shown that there are two typographical errors in the expressions for the calculation of the influence coefficients of the cracked sheet and the stringer. Major objective of the analytical part is to develop a computer code which calculates the variation of the normalized stress intensity factor with the crack length for any combination of rivet/stringer spacing and stringer to sheet stiffness ratio. Analytical part of the study also covers the effect of broken stiffener on the stress intensity factor of the cracked sheet. The stress intensity factors of stiffened cracked sheets are calculated by the finite element method by incorporating fastener flexibility and stringer offset. Finite element solutions are performed by Franc2D/L and Abaqus, and comparisons are made. The effect of geometry, fastener flexibility, and stringer offset on the stress intensity factors are studied by presenting normalized stress intensity factor versus crack length curves. Finally, as a case study a sample damage tolerant stiffened panel is designed according to FAR 25 safety criteria. Experiments are performed for determining mechanical and crack growth properties of Al 2124 which is used as the material in the case study. Present study showed that the most significant effect on the stress intensity factor is seen when stringer-cracked sheet offset is included in the analysis model.
Özet (Çeviri)
Bu tezde güçlendirilmiş panellerde çatlak ilerlemesi esnasında oluşan gerilim şiddet katsayılarının hesaplanma yöntemleri ele alınmıştır. Gerilim şiddet katsayıları, değişen çatlak boyu kirişler arasına uzaklık oranı ve çeşitli kiriş/çatlak levha sağlamlık oranları için analitik ve numerik yöntemlerle hesaplanmıştır. Analitik hesaplamada Poe'nin yöntemi esas alınmış sonsuz sağlamlıkta perçinler kullanılmıştır, ayrıca kirişler ile çatlak içeren levha aynı düzlemde kabul edilmiştir. Analitik çalışmanın esasını oluşturan bütün denklemler yeniden türetilmiş, katsayılar yeniden hesaplanmıştır. Buna ek olarak kırık kirişin altından ilerleyen çatlak durumu için de katsayılar düzenlenmiş, ve çalışmaya dahil edilmiştir. Analitik çalışmanın ana amacı normalize edilmiş gerilim şiddet katsayılarının değişik çatlak boyları ile değişimini, çeşitli kiriş/levha sağlamlık oranları ve, perçinler arası uzaklık kirişler arası uzaklık oranları için hesaplayan bilgisayar programını geliştirmektir. Analitik çalışmayı sonlu elemanlar analizleri takip etmiş, analizler için Franc2D/L ve Abaqus kullanılmıştır. Çıkan sonuçlar birbirleri ile ve analitik yöntemle karşılaştırılmıştır. Geometrik faktörler, perçin esnekliği, kalınlık ofseti gibi birçok değişkenin çözümlere olan etkisi incelenmiş ve irdelenmiş, çatlak uzunluğu, normalize edilmiş gerilim şiddet katsayısı grafikleri ile içerikte sunulmuştur. Son olarak, gerilim şiddet katsayısı hesaplarının önemini ve işlevini vurgulamak için, FAR 25 kriterlerine uygun örnek hasara toleranslı güçlendirilmiş panel tasarlanmış, tasarımda alüminyum 2124 kullanılmıştır. Malzemenin mekanik ve çatlak hızı özellikleri ise deneyler ile elde edilmiştir.
Benzer Tezler
- Shear mode rock fracture toughness determination with a circular plate type specimen under three-point bending
Makaslama modu kaya çatlak tokluğunun üç noktadan eğme altında dairesel plaka tipi numune ile belirlenmesi
SİNEM ŞENER KARAKAŞ
Doktora
İngilizce
2011
Maden Mühendisliği ve MadencilikOrta Doğu Teknik ÜniversitesiMaden Mühendisliği Bölümü
DOÇ. DR. LEVENT TUTLUOĞLU
- Kırılma mekaniğinde gerilme şiddeti faktörünün belirlenmesi
Determination of stress intensity factor in fracture mechanics
NADİDE SİNEM İNCİOĞLU
Yüksek Lisans
Türkçe
2025
İnşaat MühendisliğiYıldız Teknik Üniversitesiİnşaat Mühendisliği Ana Bilim Dalı
DOÇ. DR. AYŞE ERDÖLEN
- Eksenel gerilmeye maruz içi boş silindirik yapılarda dönmüş dış yüzey çatlaklarının karışık mod kırılma analizleri
Mixed mode fracture analyses of deflected external surface cracks in hollow cylindrical structures under tension loading
METE YILDIRIM
Yüksek Lisans
Türkçe
2023
Makine MühendisliğiSakarya ÜniversitesiMakine Mühendisliği Ana Bilim Dalı
PROF. DR. ALİ OSMAN AYHAN
- Betonun Mod I durumundaki göçmesine agrega konsantrasyonunun etkisi
Başlık çevirisi yok
A. FERHAT SARISU