İçinden Akışkan Geçen Boruların İki Parametreli Elastik Zemin Üzerinde Titreşimleri

Abstract

Bu çalışmada, içinden akışkan geçen serbest ve gergin boruların iki parametreli elastik zemin üzerindeki enine titreşimleri sonlu elemanlar yöntemiyle incelenmiştir. Boru elemanı olarak, her iki düğüm noktasında eğilme ve kesit dönmeleri olmak üzere iki serbestliğe sahip ince boru elemanı kullanılmıştır. Endüstriyel uygulamalarda kullanılan çelik, alüminyum ve sert plastik boruların farklı sıvı hızları ve farklı eksenel kuvvetler için basit-basit, ankastre-serbest ve ankastre-ankastre olmak üzere üç değişik sınır şartındaki frekansları bulunmuştur. Elastik zemin olarak, Winkler zemin ve dönme zemin modülü ile karakterize edilen iki parametreli sabit elastik zemin kullanılmıştır. Bu çalışmayla ayrıca, boruda deformasyona ve burkulmaya yol açan kritik hız ve eksenel kuvvet değerleri de hesaplanmıştır.

In this study, the transverse vibration analysis of free and highly tensioned fluid conveying pipes on two parameter elastic foundation is made by finite element method. The pipe element is four degrees of freedom thin pipe element, which has two nodes with two degrees of freedom at each node such as transverse displacements and cross-section rotations. The vibration frequencies of steel, aluminum and hard plastic pipes, which are used in industrial applications, are investigated for different fluid velocities and different axial forces. Three kinds of end condition, i.e. simply supported, clamped-free and clamped-clamped end are considered. The elastic foundation is idealized as a constant two-parameter model characterized by two moduli, i.e. the Winkler foundation modulus kz and, the shear foundation moduluz kdz. With this study, also the critical fluid velocities and, the critical axial forces, which cause deformation and buckling on the pipe are determined.