Dairesel plakların burkulma analizi

Abstract

Burkulma, mekanikte karşılaşılan önemli problemlerden biri olup, narin yapılı çubuklar, plaklar, kabuklar vs. gibi makine veya yapı elemanları basınç yüklerine maruz kaldıklarında burkularak hasara uğrayabilirler. Bu nedenle burkulma mühendislikte karşılaşılan önemli bir konudur.Bu çalışmada, dairesel plakların burkulma davranışları deneysel ve teorik olarak araştırılmaktadır. Çalışmanın deneysel kısmında, radyal basınç yükü oluşturmak amacıyla, dairesel plaklar için bir burkulma aparatı (DAPBA) tasarlanmıştır. Bu aparat çekme cihazına bağlanarak burkulma deneyleri gerçekleştirilmektedir. Çalışmanın teorik kısmında ise Sonlu Elemanlar Metodu (SEM)?nu esas alan ANSYS paket programı kullanılmıştır. Çalışma kapsamında alüminyum plakların ve kompozit plakların kritik burkulma yükleri belirlenmiştir. Ayrıca bazı plakların ortalarında dairesel delik açılmıştır. Deneysel ve teorik çalışmalarda sonuçların tutarlılığı belirlenerek, levha kalınlığı, delik boyutu, tabaka sayısı, malzeme modül oranları gibi parametrelerin burkulma yükü üzerindeki etkileri araştırılmıştır. Elde edilen sonuçlar tablolar ve grafiklerle gösterilip değerlendirilmiştir.

Buckling is one of the major problems encountered in mechanics. Mechanical or structural components such as slender rods, plates, shells, etc. may be damaged, when they are subjected to pressure loads. Therefore, buckling is an important issue encountered in engineering. Although there are many works on the buckling of square or rectangular-shaped plates, there are few researches about those of circular plates. Any experimental study related to buckling of circular plates has not been, also, found. In this study, the buckling behavior of the circular plates has been investigated experimentally and theoretically. For the experimental part of the study, a buckling apparatus for circular plates (BACIP) is designed to generate apply radial compression. By being connected this apparatus to a tension machine, experiments are carried out. In the theoretical part of the study, ANSYS program based on Finite Element Method (FEM) package has been used. Within the scope of the study, critical buckling loads for both aluminum and composite plates have been determined. In addition, the circular cutout has been opened in the middle of some plates. Determining the consistency of the results of experimental and theoretical studies, the effects of the parameters such as plate thickness, hole size, number of layers, material modulus ratio on the buckling loads have been investigated. The obtained results are shown in the tabular and graphical forms and are evaluated.