Sandviç Kirişlerde Çatlak Durumunun Serbest Titreşime ve Burkulma Yüküne Etkisinin İncelenmesi

Abstract

Yapılan bu tez çalışması kapsamında sandviç kirişlerde çatlak durumunun serbest titreşim ve burkulma yüklerine olan etkileri araştırılmıştır. Farklı kalınlıkta çekirdek tabakalarına sahip üç tabakalı ve eşit kalınlıkta çekirdek ve yüzey tabakalarına sahip beş tabakalı olmak üzere toplam kiriş kalınlıkları eşit olan iki çeşit ankastre sandviç kiriş modeli oluşturulmuştur. Farklı derinlikte ve ankastre uca göre farklı mesafelerde modellenen enine V çatlak hasarı durumları için çatlağın, sandviç kirişin serbest titreşim ve burkulma durumlarına etkileri sonlu elemanlar modelleri oluşturularak MATLAB yazılımı yardımı ile incelenmiştir. Ele alınan sandviç kirişlerin sonlu elemanlar modellemeleri, burkulma durumları için Euler-Bernoulli ve serbest titreşim durumları için Timoshenko kiriş teorileri kullanılarak yapılmıştır. Yüzey tabakası malzemesi olarak yapısal çelik levha, çekirdek tabakası malzemesi olarak ise PVC ve alüminyum köpük seçilerek çatlak durumunun yanı sıra çekirdek malzemesi türü ve kalınlığının etkileri de araştırılmıştır. Elde edilen sonuçlar neticesinde genel olarak çatlak konumunun ankastre uçtan uzaklaştıkça etkisinin azaldığı ve çatlak derinliğinin artması ile serbest titreşim ve burkulma değerlerinde azalma meydana geldiği görülmüştür.

Within the scope of this thesis study, the effects of crack situation on the sandwich beams on the free vibration and buckling loads were investigated. Two types of built-in sandwich beam models with five layers with equal thickness cores and surface layers and three layers with different thickness core layers have been created. For the transverse V crack damage situations modeled at different depths and different distances according to the built-in point, the effects of the crack on the free vibration and buckling conditions of the sandwich beam were studied with the help of MATLAB software by creating finite element models. Finite element models of the examined sandwich beams were made using Euler-Bernoulli theory for buckling conditions and Timoshenko beam theory for free vibration states. Structural steel plate as the surface layer material, PVC and aluminum foam as the core layer material were selected and the effects of the core material type and thickness were investigated as well as the crack condition. The obtained results show that the effect of the crack position decreases as the distance from the built-in point decreases and the free vibration and buckling values decrease with an increasing crack depth.