Delikli kompozit levhalarda mekanik ve termal burkulma

Abstract

ÖZET Doktora Tezi DELİKLİ KOMPOZİT LEVHALARDA MEKANİK VE TERMAL BURKULMA Sami KAYA Selçuk Üniversitesi Fen Bilimleri Enstitüsü Makina Anabilim Dalı Danışman: Doç.Dr. Ahmet AVCI 1997, 150 Sayfa Jüri: Prof. Dr. Onur SAYMAN Prof. Dr. Ali ÜNÜVAR Doç. Dr. Ahmet AVCI Bu çalışmada (0/90 )X2 çapraz katlı simetrik 4 tabakadan meydana gelmiş delikli kompozit kare levhaların mekanik ve termal burkulma davranıştan incelenmiştir. Delik tipi daire ve kare olarak ele alınmıştır. Çözüm tekniği olarak sonlu elemanlar metodu kullanılmıştır. Nümerik çözümlerin elde edilmesinde ANSYS 5.0 sonlu elemanlar paket programı kullanılmıştır. Konu ile ilgili olarak kompozit malzemeler, tabakalı kompozitler, sonlu elemanlar metodu, özdeğer problemleri, sayısal integrasyon, levhalarda mekanik ve termal burkulma hakkında bilgiler verilmiştir. Bu bilgilerin ışığı altında önce tek yönde basmaya maruz izotropik deliksiz bir levhanın kritik burkulma yükleri bulunmuş, sonuçların Timoshenko (1961) nun analitik sonuçlarıyla levha kalınlığına bağlı olarak % 1.02- 12.63 gibi bir yaklaşıklıkla uyum sağladığı görülmüştür. Daha sonra değişik malzemelerin b/h = 100, 50, 20 kalınlık oranlarında ve delik parametreleri dairesel delik için d/b = 0.1, 0.2, 0.3, 0.4, 0.5; kare delik için a/b = 0.1, 0.2, 0.3, 0.4, 0.5; yükleme oranları Nı/Nı = 0, 0.5, 1 ve mesnet şartlan da basit ve ankastre olarak alınıp çözümler yapılmıştır. Termal burkulma davranışının incelenmesinde çeşitli malzemelerden yapılmış levhaların davranışları incelenmiş, kritik burkulma sıcaklıkları ve termal gerilme dağılımları tespit edilmiştir. Bulunan değerler tablo ve grafikler halinde verilerek gerekli değerlendirmeler sonuçlar bölümünde yapılmıştır. Anahtar kelimeler: Burkulma, levhalar, kompozit levhalar, mekanik burkulma, termal burkulma.

ABSTRACT PhD Thesis MECHANICAL AND THERMAL BUCKLING OF LAMINATED PLATES WITH HOLES Sami KAYA Selçuk University Graduate School of Natural and Applied Sciences Department of Mechanical Engineering Supervisor: Assoc. Prof. Dr. Ahmet AVCI 1997, 150 Page Jury: Prof. Dr. Onur SAYMAN Prof. Dr. Ali ÜNÜVAR Assoc. Prof. Dr. Ahmet AVCI In this study mechanical and thermal buckling behaviours of the composite square plates consist of (0/90°)x2 cross-ply and symmetric four laminates with holes are examined. Hole type is taken as circular and square. Finite element method is used for the solution. Also Ansys 5.0 finite element packed program is used for numeric solution. Related with the topic, enough information is given about composite materials, laminated composites, finite element method, eigenvalue problems, numeric integration, mechanical and thermal buckling of the plates. By the help of this information, first critical buckling loads of an isotropic plate without hole subjected to unidirectional compression are found. It is seen that obtained results are appropriate to analytical results of Timoshenko (1961) due to the plate thickness according to an approach of 1.02-12.63%. Then constraint conditions have been taken as simple and clamped so as to make solutions for the various materials, in the thickness ratios of b/h=100, 50, 20 and hole parameter for circle holes d/b=0.1, 0.2, 0.3, 0.4, 0.5 ;for square holes a/b=0.1, 0.2, 0.3, 0.4, 0.5, loading ratios N2/Ni=0, 0.5, 1. Thermal buckling behaviours of the plates made of various materials are examined and critical buckling temperatures and thermal stress distributions are determined. Values have been given in the tables and graphs and discussions are presented in the conclusion. Key words: Buckling, plates, composite plates, mechanical buckling, thermal buckling