Please use this identifier to cite or link to this item: http://hdl.handle.net/11527/11564
Title: İki Parametreli Elastik Zemin Üzerinde Kalın Çubukların Serbest Ve Nonlineer Titreşimlerinin Analitik Ve Deneysel Analizi
Other Titles: The Analytical And Experimental Analysis Of Free And Nonlineer Vibrations Of Thick Beams On Two-parameter Elastic Foundation
Authors: Karadağ, Vedat
Bahçıvan, Ali
Konstrüksiyon ve İmalat
Construction and Manufacturing
Keywords: Çubuk
Doğal frekans
Elastik zemin
Kayma deformasyonu
Beam
Natural frequency
Elastic foundation
Shear Deformation
Publisher: Fen Bilimleri Enstitüsü
Institute of Science and Technology
Abstract: Bu çalışmada, iki parametreli elastik zemin üzerinde eğilme hareketi 4 ve 6 serbestlik dereceli iki ayrı kalın çubuk elemanının değişik mesnet koşullarında lineer ve nonlineer serbest titreşimleri analitik ve deneysel olarak incelenmiştir. Analitik analizde sonlu elemanlar yöntemi kullanılmıştır. Analizde, mevcut çalışmamızla karşılaştırmak amacıyla, iki parametreli elastik zemin üzerinde eğilme hareketi 4 serbestlik dereceli ince çubuk elemanı lineer ve nonlineer serbest titreşimlerinin incelenmesine de yer verilmiştir. Analizde, çubuğun serbest titreşimlerine etki eden etkiler olarak, kesit dönme ataleti, kayma deformasyonu, eksenel kuvvet, nokta kütle, zemin rijitlik parametreleri ve kısmi zemin göz önüne alınmıştır. Nonlineer titreşimlerin hesabı, bütün nonlineer etkiler gözönüne alınarak yapılmıştır. Analizde, nonlineer eğilme, boyuna-eğilme girişimi ve büyük yer değişimi etkileri nonlineerliğe dahil edilmiştir. Eğilme hareketi 4 serbestlik dereceli kalın çubuk elemanının her düğüm noktasında iki serbestlik derecesi vardır ki bunlar; eğilme yer değişimi ve kesit dönmesidir. Eğilme hareketi 6 serbestlik dereceli kalın çubuk elemanının her düğüm noktasında ise üç serbestlik derecesi vardır ki bunlar; eğilme yer değişimi, kesit dönmesi ve kayma deformasyonudur. Analiz; boyuna uzama da hesaplara dahil edilerek çeşitli sınır şartlarında yapılmıştır. Elastik zemin; Winkler zemin modülü k ve kayma zemin modülü kG ile karakterize edilen sabit iki parametreli bir model ile modellenmiştir. kG=0 olması halinde, iki parametreli model bilinen Winkler modele indirgenmiş olur. Yapılardaki çatlaklar çeşitli şekillerde modellenmektedir. Çalışmada kullanılan model literatürde lineer yay modeli olarak geçmektedir. Çatlak, çubuğun tam ortasında, tek taraflı açık bir çatlak olup çentik formundadır. Çubuğun tam ortasında değişen derinliklerdeki çatlağın; çubuğun serbest titreşimleri üzerindeki etkisi incelenmiştir. Analitik ve deneysel olarak bulunan sonuçlar, tablo ve grafiklerde gösterilerek yorumlanmış ve dizayn açısından önemleri gösterilmiştir. Bu analizden elde edilen nümerik sonuçlar, literatürde mevcut veya kesin sonuçlarla karşılaştırılmıştır. Nümerik sonuçlar ve karşılaştırmalar amaçlanan metodun etkinliğini ve geçerliliğini ortaya koymuştur.
In the present work, the analytical and experimental analysis of both linear and nonlinear free vibrations of uniform thick beams on two-parameter elastic foundation is made. In the analytical analyses, the finite element method is used. In the analyses, with the aim of comparing the present work, it is also mentioned that the investigation of both linear and nonlinear free vibrations of uniform thin beams on two-parameter elastic foundation. In the analysis, the effects of axial force, lumped mass, rotatory inertia, shear deformation, foundation stiffness parameters and partial elastic foundation on the natural frequencies of the beam are examined. Nonlinear vibrations of the beam are calculated by considering all nonlinear effects. In the nonlinear vibration analysis, nonlinear bending, longitudinal-bending and large bending displacement effects are included to nonlinearity. In these analyses, two different thick beam elements are used. The first 4 degrees of freedom thick beam element has two nodes with two degrees of freedom at each node such as transverse displacements and cross-section rotations. In the second beam element, the nodal variables are the transverse displacement, the cross-section rotation and shear deformation. The vibration analysis is also made considering axial displacement of the beam in different end conditions. The elastic foundation is idealized as a constant two-parameter model characterized by two moduli, i.e. the Winkler foundation modulus k and the shear foundation modulus kG. In the case kG=0, this model reduces to the Winkler model. The cracks in the structure are modeled in various forms. The model used in this study is mentioned as a linear spring model in the literature. The crack is in the middle of the beam and only one side of the beam having a form of open crack. The effect of cracks in the middle of the beam and changing their depths on the free vibration characteristics of the beam is examined. The results obtained from the analytical and experimental studies are presented by showing in tables and graphs and their importance in design is discussed. The numerical results obtained from this analysis are compared with the exact or available solutions in the literature, wherever possible. Numerical results and comparisons show the effectiveness and validity of proposed method.
Description: Tez (Doktora) -- İstanbul Teknik Üniversitesi, Fen Bilimleri Enstitüsü, 2004
Thesis (PhD) -- İstanbul Technical University, Institute of Science and Technology, 2004
URI: http://hdl.handle.net/11527/11564
Appears in Collections:Makine Mühendisliği Lisansüstü Programı - Doktora

Files in This Item:
File Description SizeFormat 
8323.pdf7.48 MBAdobe PDFView/Open


Items in DSpace are protected by copyright, with all rights reserved, unless otherwise indicated.