Tez Arşivi

Tez aramanızı kolaylaştıracak arama motoru. Yazar, danışman, başlık ve özete göre tezleri arayabilirsiniz.


Orta Doğu Teknik Üniversitesi / Fen Bilimleri Enstitüsü

A New stiffened shell finite element for buckling analysis

Burkulma analizi için geliştirilmiş yeni bir takviyeli kabuk sonlu elemanı

Teze Git (tez.yok.gov.tr)

Bu tezin tam metni bu sitede bulunmamaktadır. Teze erişmek için tıklayın. Eğer tez bulunamazsa, YÖK Tez Merkezi tarama bölümünde 116375 tez numarasıyla arayabilirsiniz.

Özet:

ABSTRACT A NEW STIFFENED SHELL FINITE ELEMENT FOR BUCKLING ANALYSIS MURAT, Özkan M.Sc, Department of Mechanical Engineering Supervisor: Prof. Dr. Suha ORAL November 2001, 88 Pages This study presents the formulation of a stiffened flat shell element for elastic buckling analysis of isotropic stiffened shell structures. The shell element is 3-node triangular element, which is a combination of a plane stress element with drilling dof and a Mindlin type plate bending element. It has six-dof per node and is shear-flexible, non-locking, C° type and accurate in all thickness regimes. The stiffener element is a three-dimensional, 2-node Timoshenko beam element, which has six-dof per node. Both elements are formulated by using hybrid-stress approach, which leads to better stress recovery and eliminates the use of element dependent shear correction factors. The stiffened shell element is obtained by assuming a rigid link between the shell and the stiffener. The displacement compatibility between the shell and the stiffener is ensured by using the same shape functions for both elements. The stiffener element characteristics are interpreted at the shell element nodes; therefore, the stiffener element does not introduce any additional nodes. The present stiffened shell element eliminates the restriction of the stiffener element to pass through the shell nodes and accounts forthe eccentricity between shell and stiffener. The resulting eigenvalue problem is solved by "Inverse Iteration Method" and critical buckling load and corresponding first mode shape are obtained. Buckling analysis of unstiffened and stiffened shell structures with different geometry under several load conditions has been carried out with this element and the results are compared with the ones obtained from literature. Keywords: Buckling, Finite Element Method, Stability, Shell, Stiffener, Stiffened Shell, Hybrid Stress Method, Mindlin Plate, Timoshenko Beam, Geometric Stiffness Matrix, Eigenvalue Analysis.

Summary:

öz BURKULMA ANALİZİ İÇİN GELİŞTİRİLMİŞ YENİ BİR TAKVİYELİ KABUK SONLU ELEMANI MURAT, Özkan Yüksek Lisans, Makina Mühendisliği Bölümü Tez Yöneticisi: Prof. Dr. Süha ORAL Kasım 2001, 88 sayfa Bu çalışma, izotrop malzemeden yapılmış takviyeli kabuk yapıların elastik burkulma analizi için geliştirilmiş olan yeni bir takviyeli kabuk elemanının formülasyonunu anlatmaktadır. Kabuk elemanı, 3 bağlantı noktalı, düzlemsel bir üçgen elemandır ve bir düzlem gerilme elemanı ile Mindlin tipi bir plaka bükme elemanının bileşimidir. Bu üçgen eleman, her bir bağlantı noktasında 6 adet olmak üzere toplam 18 serbestlik dereceli, kesme-esnekliğine sahip, kilitlenmeyen, C° tipli ve bütün kalınlık bölgelerinde doğru sonuç veren bir elemandır. Takviye elemanı, üç boyutlu, 2 bağlantı noktalı ve her bir bağlantı noktasında 6 serbestlik derecesine sahip Timoshenko kiriş elemanıdır. Hem kabuk hem de kiriş elemanı, elemandaki gerilmeleri daha doğru hesaplamaya olanak veren 'melez-gerilme yöntemi' ile formüle edilmiştir. Takviyeli kabuk elemanı ise kiriş ve kabuk eleman arasında bir rijit bağlantı olduğu varsayılarak elde edilmiştir. Kabuk eleman ile kiriş arasındaki deformasyon uyumluluğu, her iki eleman için aynı dereceden şekil fonksiyonları kullanılarak sağlanmıştır. Kirişelemanın etkisi kabuk elemanının bağlantı noktalarına yansıtılmış, böylece kiriş elemanından dolayı modele ilave bağlantı noktası katılması önlenmiştir. Sözkonusu takviyeli kabuk elemanı, kiriş elemanının kabuk bağlantı noktalarından geçmesi zorunluluğunu ortadan kaldırmaktadır. Ayrıca kabuk elemanı ile kiriş arasındaki eksentrikliği de modellemek mümkündür. Elde edilen özdeğer problemi, 'Ters İterasyon Yöntemi' ile çözülerek kritik elastik burkulma yükü ile bu yüke karşılık gelen burkulma mod şekli elde edilmiştir. Son olarak, değişik geometriler ve yüklemeler için takviyeli ve takviyesiz kabuk problemleri çözülmüş ve sonuçlar literatürden elde edilen sonuçlar ile karşılaştırılmıştır. Anahtar Sözcükler: Burkulma, Sonlu Elemanlar Yöntemi, Kararlılık, Plaka, Kabuk, Kiriş, Takviyeli Kabuk, Melez Gerilme Yöntemi, Mindlin Plakası, Timoshenko Kirişi, Geometrik Katılık Matrisi, Özdeğer Analizi. vı